对待实时进程(RT)抢占的问题-白红宇

一个进程被唤醒，在linux中是调用try_to_wake_up函数，对于RT进程也不例外，对于一般进程而言，如果在一个cpu运行队列上被唤醒的进程的优先级大于该cpu的当前进程，那么就会发生抢占，而如果两个进程都是RT进程则不会发生抢占，理由是cache的保持，如果发生抢占的话，被抢占的RT进程将丢失其所有的cache，可是这样做合理吗？

先看一下RT进程的特征，这种进程一旦运行，除非自愿放弃cpu，一般是不会停止运行的，对于高优先级的RT进程总是优先运行，如果对于RT进程为了保持cache不抢占的话，除了cache的保持之外，其实是得不到任何优势的，并且，在这种情况下还会造成RT进程的乒乓效应，也就是造成RT进程频繁迁移，在很多RT进程争抢一个资源，比如lock的情况下，这种乒乓效应带来的弊端更加明显，低优先级的RT进程释放了lock，唤醒了高优先级的RT进程，由于此时当前cpu上的进程仍然是低优先级的进程，所有被唤醒的高优先级进程不得不被迁移到别的cpu上执行，如果低优先级的进程没有释放资源，而由于另一个原因睡眠了，此时它的优先级可能已被提升，当它再度被另一RT进程唤醒的时候，即使它拥有高优先级也不得不迁移到另外的cpu上，这些迁移动作肯定会影响性能的。可以说，RT进程调度的无条件不抢占特性大大削弱了高优先级RT进程的优势，高优先级RT进程除了在运行队列的位置靠前之外，没有多少优势可言了。

确实，如果是由于非争抢资源被释放原因的唤醒，那抢占正在运行的rt进程确实对于cache优化是一种抵消，然而要知道即使这样我们也只是损失了相对低优先级rt进程的性能，我们得到的是避免了一次高优先级rt进程的迁移。另一方面，当我们面对多个rt进程争抢资源这种类型的睡眠/唤醒时，抢占的优势就明显了，有时一个又有很高优先级的rt进程在运行中由于得不到资源而睡眠，这种睡眠时间一般不会太久，只是一小会儿，它争抢的资源此时正在被一个低优先级的rt进程占据，此时它提升低优先级进程的优先级，以使它不被抢占地尽快完成资源的释放，这一切都是为了高优先级进程不会睡得太久，于是资源尽可能早的被释放了，高优先级进程被唤醒，此时应该知道，将此高优先级rt进程唤醒在它本来运行的cpu上是一个最佳的选择。

这就是一个权衡的问题了，是保留cache还是最小化迁移，还是交给调度器吧，严格按照优先级调度会好一些，起码能照顾高优先级的RT进程，使得高优先级的RT进程的优势更加明显。于是，新的2.6.37内核对此进行了改进，补丁很简单：

--- a/kernel/sched_rt.c

+++ b/kernel/sched_rt.c

@@ -960,18 +960,18 @@ select_task_rq_rt(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sd_flag, int flags)

if (unlikely(rt_task(rq->curr)) &&

+ rq->curr->prio < p->prio &&

(p->rt.nr_cpus_allowed > 1)) {

int cpu = find_lowest_rq(p);

@@ -1491,6 +1491,8 @@ static void task_woken_rt(struct rq *rq, struct task_struct *p)

if (!task_running(rq, p) &&

!test_tsk_need_resched(rq->curr) &&

has_pushable_tasks(rq) &&

+ rt_task(rq->curr) &&

+ rq->curr->prio < p->prio &&

p->rt.nr_cpus_allowed > 1)

push_rt_tasks(rq);

}

本文转自 dog250 51CTO博客，原文链接:http://blog.51cto.com/dog250/1271146