Scheduling in Linux (Kernel 2.6)

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Scheduling in Linux(Kernel 2.6)
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Versioni Kernel Linux
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Scheduling Kernel lt 2.6

• Nelle versioni del kernel precedenti alla 2.6, lo
  scheduler aveva complessita O(n) dove n e il
  numero di task in competizione per la CPU
• Per n grande ? scheduler inefficiente
• Nei sistemi MPU, una sola runqueue per tutti i
  processori
• una task poteva quindi essere eseguito in ogni
  processore ok per load balancing, ma non per
  gestione delle cache dei singoli processori
• un solo lock sulla runqueue durante la scelta
  del processo da parte di un processore, gli altri
  processori rimanevano idle

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Scheduling Kernel lt 2.6

• Infine nello scheduler pre-2.6 non veniva
  applicata la preemption
• Un processo a priorita bassa poteva girare (fino
  alla scadenza del suo quanto di tempo) lasciando
  in attesa processi a priorita piu alta

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Kernel 2.6

• Il kernel Linux utilizza usa i thread come unita
  di esecuzioneed implementa un nuovo algoritmo
  di scheduling rispetto alle versioni precedenti
• Lo scheduler e chiamato O(1) scheduler
  (scritto da I. Molnar)
• A differenza dello scheduler O(n) nelle
  versioni precedenti infatti opera in tempo
  costante O(1) indipendentemente dal numero di
  thread in competizione per la CPU.
• Motivazione supportare al meglio il
  multithreading nella Java Virtual Machine
• Inoltre supporta in modo piu naturale sistemi
  multiprocessore

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Scheduler Kernel 2.6

• Ogni CPU ha una runqueue chiamata active runqueu
  con 140 code di priorita (liste) gestite FIFO
• Prime 100 priorita real time task
• Ultime 40 user tarsk
• Ogni task ha a disposizione un quanto di tempo
  (round robin su ogni coda di priorita)
• Inoltre ogni CPU ha una expired runqueue con la
  stessa struttura della active runqueue
• Quando un processo termina il suo time-slice
  viene rucalcolata la priorita e il processo
  viene aggiunto in coda alla lista della nuova
  priorita nella expired runqueue
• Se non ci sono task da eseguire per una certa
  priorita nella active runqueue
• Si scambiano active ed expired (expired diventa
  la nuova active runqueue)

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Scheduler

• Il compito dello scheduler e quindi quello di
  eseguire il task nella lista non vuota con
  maggiore priorita
• Ad ogni priorita viene associata una bitmask.
• Si possono utilizzare operazioni tipo bit-a-bit
  per rendere loperazione dipendente dal numero di
  priorita (bit) invece che dal numero di processi
• Questa proprieta rende lo scheduler 2.6 un
  programma con complessita O(1).

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Active ed expired runqueue
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Altre caratteristiche

• Lo scheduler 2.6 permette la preemption dei task
  a minor priorita
• Il calcolo dinamico delle priorita (in base
  alluso della CPU e di operazioni di I/O) evita
  starvation
• Ogni runqueue ha un lock separato lockper
  sfruttare al meglio un sistema multiprocessore
  (lo scheduler su una CPU non blocca lo scheduler
  sulle altre)
• Inoltre utilizza tecniche di load balancing (es.
  ogni 200ms controlla il carico e se necessario
  sposta processi dalla runqueue di un processore
  ad unaltra)