Linux System Calls' Forum, #7：（第157號系統服務）sys_sched_getscheduler

jollen 發表於 November 5, 2006 12:03 AM

「作業系統的排程器（scheduler）提供好幾種排程演算法，並在不同的應用場合，或是不同的 process 採取適合的排程策略（policy）。」

Linux 的 process descriptor 資料結構為 struct task_struct，我們最早開始談論與 process 有關的 system call 時，就看過這個用來描述 process 的資料結構。struct task_struct 裡頭的 policy 欄位便是用來描述該 process 的排程策略。

與排程有關的系統呼叫

整理與 scheduling 有關的幾個 system call 如下（可參考「Linux 2.6 的 System Call：12 大類」），另外 Jollen 也把到目前為止已介紹過的 system call 加上紅色註記。

號碼	System Call 名稱	Manipulation
34	sys_nice	關於 struct task_struct->nice 欄位。
154	sys_sched_setparam	關於 struct task_struct->rt_priority 欄位。
155	sys_sched_getparam	關於 struct task_struct->rt_priority 欄位。
156	sys_sched_setscheduler	關於 struct task_struct->policy 欄位。（這是下一個要讀的）
157	sys_sched_getscheduler	關於 struct task_struct->policy 欄位。
158	sys_sched_yield	暫不討論。
159	sys_sched_get_priority_max	根據 'policy' 傳回 'rt_priority' 所允許的最大 priority 值。
160	sys_sched_get_priority_min	根據 'policy' 傳回 'rt_priority' 所允許的最小 priority 值。
161	sys_sched_rr_get_interval	若 policy 為 SCHED_RR（Round Robin policy），則傳回 time quantum（time slice）值。
241	sys_sched_setaffinity	這是 Linux 2.6 新增加的 system call。
242	sys_sched_getaffinity	這是 Linux 2.6 新增加的 system call。

「'sys_sched_getscheduler' 便是用來取得 process 排程策略（policy）的 system call。」

「'struct task_struct->policy' 是今天要了解的主題。」

我們想要思考一個問題「作業系統的教科書提到的排程演算法中，Round Robin 是我們知道現在的分時作業系統（eg. Linux）所採用的策略，所以我想了解 Linux 的 process descriptor 裡，是哪一個 field 在紀錄這件事情。」

struct task_struct 的 policy 欄位

這個問題還挺簡單的，因為直接看 struct task_struct 幾乎就能猜到是哪一個 field，再用谷歌找資料來印證我們的設假；另外，看「Understanding the Linux Kernel」也寫的很清楚。

struct task_struct {
	...
	unsigned long policy;
	...
};

接著再回頭來看今天的主題，sys_sched_getscheduler 的實作（Linux 2.6.11+）：

/**
 * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
 * @pid: the pid in question.
 */
asmlinkage long sys_sched_getscheduler(pid_t pid)
{
	int retval = -EINVAL;
	task_t *p;  // jollen: 'typedef struct task_struct task_t;'

	if (pid < 0)
		goto out_nounlock;

	retval = -ESRCH;
	read_lock(&tasklist_lock);
	p = find_process_by_pid(pid); // 參照說明 1.
	if (p) {
		retval = security_task_getscheduler(p);
		if (!retval)
			retval = p->policy; // 參照說明 2.
	}
	read_unlock(&tasklist_lock);

out_nounlock:
	return retval;
}

取出重點部位來看：

取得指定 PID 的 process descriptor。常常在一些說明文件看到「若 PID 為 0，則取得 current 的...」，不過這裡的實作好像看的不太清楚，沒關係等一下再來往下看 code。
傳回 policy 欄位。

很簡單的將 sys_sched_getscheduler 看了一下，並且了解到 policy 欄位的用途。

find_process_by_pid

把 find_process_by_pid() 的實作拿出來看：

/**
 * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
 * @pid: the pid in question.
 */
static inline task_t *find_process_by_pid(pid_t pid)
{
	return pid ? find_task_by_pid(pid) : current;
}

發現一件很重要的是，也是之前都沒提過的。

「若 PID 為 0，則傳回 current，否則傳回 PID 為 pid 的 process 之 process descriptor。」

別忘了，current 的 data type 也是 'struct task_struct'。

Linux 排程策略：policy 欄位的值

Linux 2.6 提供的排程策略如下：

/*
 * Scheduling policies
 */
#define SCHED_NORMAL		0
#define SCHED_FIFO			1
#define SCHED_RR			2
#define SCHED_BATCH		3

定義在 include/linux/sched.h。順帶把 Linux 2.4 提供的排程策略也節錄一下：

/*
 * Scheduling policies
 */
#define SCHED_OTHER		0
#define SCHED_FIFO			1
#define SCHED_RR			2

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