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docs/kernel/sched/cfs.md
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docs/kernel/sched/cfs.md
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@ -0,0 +1,24 @@
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# 完全公平调度器相关的api
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   CFS(Completely Fair Scheduler),顾名思义,完全公平调度器。CFS作为主线调度器之一,也是最典型的O(1)调度器之一
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## 1. CFSQueue 介绍
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   CFSQueue是用来存放普通进程的调度队列,每个CPU维护一个RTQueue,主要使用Vec作为主要存储结构来实现。
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### 1.1 主要函数
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1. enqueue(): 将pcb入队列
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2. dequeue(): 将pcb从调度队列中弹出,若队列为空,则返回IDLE进程的pcb
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3. sort(): 将进程按照虚拟运行时间的升序进行排列
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## 2. SchedulerCFS 介绍
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   CFS调度器类,主要实现了CFS调度器类的初始化以及调度功能函数。
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### 2.1 主要函数
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1. sched(): 是对于Scheduler trait的sched()实现,是实时进程进行调度时的逻辑处理,该函数会返回接下来要执行的pcb,若没有符合要求的pcb,返回None
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2. enqueue(): 同样是对于Scheduler trait的sched()实现,将一个pcb加入调度器的调度队列
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3. update_cpu_exec_proc_jiffies(): 更新这个cpu上,这个进程的可执行时间。
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4. timer_update_jiffies(): 时钟中断到来时,由sched的core模块中的函数,调用本函数,更新CFS进程的可执行时间
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docs/kernel/sched/core.md
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docs/kernel/sched/core.md
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@ -0,0 +1,14 @@
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# 进程调度器相关的api
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   定义了DragonOS的进程调度相关的api,是系统进行进程调度的接口。同时也抽象出了Scheduler的trait,以供具体的调度器实现
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## 1. 调度器介绍
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   一般来说,一个系统会同时处理多个请求,但是其资源是优先的,调度就是用来协调每个请求对资源的使用的方法。
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### 1.1 主要函数
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1. cpu_executing(): 获取指定的cpu上正在执行的进程的pcb
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2. sched_enqueue(): 将进程加入调度队列
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3. sched_init(): 初始化进程调度器模块
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4. sched_update_jiffies(): 当时钟中断到达时,更新时间片。*请注意,该函数只能被时钟中断处理程序调用*
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5. sys_sched(): 让系统立即运行调度器的系统调用。*请注意,该系统调用不能由ring3的程序发起*
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@ -9,3 +9,6 @@ DragonOS调度
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c_waiting
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rust_waiting
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core
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cfs
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rt
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docs/kernel/sched/rt.md
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docs/kernel/sched/rt.md
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@ -0,0 +1,59 @@
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# 实时进程调度器相关的api
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   RT(realtime scheduler),实时调度器。实时调度是为了完成实时处理任务而分配CPU的调度方法。
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  DragonOS的进程分为“实时进程”和“普通进程”两类;实时进程的优先级高于普通进程,如果当前的系统的执行队列中有“实时进程”,RT调度器会优先选择实时进程;如果队列中会有多个实时进程,调度器会选择优先级最高的实时进程来执行;
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## 1. RTQueue 介绍
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   RTQueue是用来存放state为running的实时进程的调度队列,每个CPU维护一个RTQueue,主要使用Vec作为主要存储结构来实现。
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### 1.1 主要函数
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1. enqueue(): 将pcb入队列
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2. dequeue(): 将pcb出队列
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## 2. SchedulerRT 介绍
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   RT调度器类,主要实现了RT调度器类的初始化以及调度功能函数。
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### 2.1 主要函数
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1. pick_next_task_rt(): 获取当前CPU中的第一个需要执行的RT pcb
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2. sched(): 是对于Scheduler trait的sched()实现,是实时进程进行调度时的逻辑处理,该函数会返回接下来要执行的pcb,若没有符合要求的pcb,返回None
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3. enqueue(): 同样是对于Scheduler trait的sched()实现,将一个pcb加入调度器的调度队列
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### 2.2 内核调度策略
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   目前在DragonOS中,主要的调度策略有SCHED_NORMAL 策略 | SCHED_FIFO 策略 | SCHED_RT 策略,具体的调度策略为:
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1. SCHED_NORMAL 策略:
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SCHED_NORMAL 是“绝对公平调度策略”,该策略的进程使用CFS进行调度。
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2. SCHED_FIFO 策略:
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SCHED_FIFO是“实时进程调度策略”,这是一种先进先出的调度策略,该策略不涉及到CPU时间片机制,在没有更高优先级进程的前提下,只能等待其他进程主动释放CPU资源;
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在SCHED_FIFO策略中,被调度器调度运行的进程,其运行时长不受限制,可以运行任意长的时间。
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3. SCHED_RR 策略:
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SCHED_RR是“实时进程调度策略”,使用的是时间片轮转机制,对应进程的time_slice会在运行时减少,进程使用完CPU时间片后,会加入该CPU的与该进程优先级相同的执行队列中。
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同时,释放CPU资源,CPU的使用权会被分配给下一个执行的进程
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## 3. Q&A
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   几种常用的方法
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1. 如何创建实时进程
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```c
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struct process_control_block *pcb_name = kthread_run_rt(&fn_name, NULL, "test create rt pcb");
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```
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其中kthread_run_rt,是创建内核实时线程的宏
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2. pcb中涉及到实时进程的字段含义
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1. policy:实时进程的策略,目前有:SCHED_FIFO与SCHED_RR
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2. priority: 实时进程的优先级,范围为0-99,数字越大,表示优先级越高
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3. rt_time_slice: 实时进程的时间片,默认为100,随着CPU运行而减少,在rt_time_slice为0时,将时间片赋初值并将该进程加入执行队列。
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3. 如何实时进程存储队列
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- 目前是使用Vec来保存,因为具体实现的逻辑原因,目前的入队列和出队列都是对队尾的操作,因此会有如下现象:系统中有多个优先级相同的实时进程等待运行时,会出现饥饿现象,也即上一个因为时间片耗尽的进程会在下一个执行,造成同优先级等待的进程饥饿。
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4. todo
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1. 将存储实时进程的队列使用双向链表存储(或者其他办法解决上述的饥饿问题)
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2. 目前的实时调度是针对单CPU的,需要实现多CPU的实时调度
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3. 实现RT进程和普通进程之间的分配带宽的比例
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4. 多个CPU之间实现负载均衡
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