【Linux 内核】CFS 调度器 ⑥ ( CFS 调度器就绪队列 cfs_rq | Linux 内核调度实体 sched_entity | “ 红黑树 “ 数据结构 rb_root_cached )

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一、CFS 调度器就绪队列 cfs_rq

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调度器 的 主要职责 就是 对 " 进程 " 进行 " 调度管理 " , 调度时 进程 是放在 " 调度队列 " 中的 ,

CFS 调度器 的 调度队列 是 ​​struct cfs_rq​​ ;

通过 该 " CFS 调度器就绪队列 " ​​cfs_rq​​ , 可以 跟踪 " 就绪队列 " 信息 , 管理 " 就绪状态 " 调度实体 , 维护着一个 按照 虚拟时钟 排序的 " 红黑树 " 数据结构 ;

该 ​​struct cfs_rq​​​ 结构体在 Linux 内核源码 的 ​​linux-5.6.18\kernel\sched\sched.h​​ 头文件中定义 ;

/* CFS-related fields in a runqueue */
struct cfs_rq {
  struct load_weight  load;
  unsigned long   runnable_weight;
  unsigned int    nr_running;
  unsigned int    h_nr_running;      /* SCHED_{NORMAL,BATCH,IDLE} */
  unsigned int    idle_h_nr_running; /* SCHED_IDLE */

  u64     exec_clock;
  u64     min_vruntime;

  struct rb_root_cached tasks_timeline;

  /*
   * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
   * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
   */
  struct sched_entity *curr;
  struct sched_entity *next;
  struct sched_entity *last;
  struct sched_entity *skip;
}

二、Linux 内核调度实体 sched_entity

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​​sched_entity​​ 结构体 就是可以 被 Linux 内核 调度 的 实体 ;

可以将该 " 调度实体 " 插入到 红黑树 ( 执行队列 ) 节点 中 ;

struct sched_entity *curr;
  struct sched_entity *next;
  struct sched_entity *last;
  struct sched_entity *skip;

三、" 红黑树 " 数据结构 rb_root_cached

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在 " CFS 调度器就绪队列 " ​​cfs_rq​​中定义的

struct rb_root_cached tasks_timeline;

字段 , 就是 按照 " 虚拟时钟 " 排序的 " 红黑树 " 数据结构 ,

​​tasks_timeline​​​ 指针指向 ​​rb_root_cached​​ 类型的结构体 ,

​​rb_root​​ 成员 是 这个 " 红黑树 " 数据结构 的 根节点 ;

​​rb_leftmost​​ 成员 指向 这个 " 红黑树 " 数据结构 的 最左侧的 " 调度实体 " , 就是 " 虚拟时间 " 最小的调度实体 ;

该 " 红黑树 " 数据结构 如下 : 在 Linux 内核源码 ​​linux-5.6.18\include\linux\rbtree.h​​ 路径对应的源码中定义 ;

/*
 * Leftmost-cached rbtrees.
 *
 * We do not cache the rightmost node based on footprint
 * size vs number of potential users that could benefit
 * from O(1) rb_last(). Just not worth it, users that want
 * this feature can always implement the logic explicitly.
 * Furthermore, users that want to cache both pointers may
 * find it a bit asymmetric, but that's ok.
 */
struct rb_root_cached {
  struct rb_root rb_root;
  struct rb_node *rb_leftmost;
};