linux进程调度之 FIFO 和 RR 调度策略

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chrt -p <pid>

SCHED_OTHER，SCHED_FIFO，SCHED_RR 

 

 最近几天结合源码看了很多linux进程调度的文章，虽然掌握了个大概，但是越看，细节越多，写这篇文章的信心也就越不足，曾有系列文章叫鼠眼看linux进程调度，很符合我现在的心境，就像盲人摸象，学到一些东西，很惊喜，但是总有一种力不从心的惶恐。但是好久没写博文了，还是写一篇。写的不对的地方，请大家批评指正。

    CPU是一种宝贵的资源，Linux是多任务的OS，这种多任务要求，对于每个任务或者说进程来说，就好像它独占了CPU。想想如果只有一个CPU，但是有80个处于TASK_RUNNING状态的进程，在这八十个进程选择进程，切换进程是多么困难。如果你理解不了这种难度，你可以想想如果你同时有80个女朋友，性格迥异，爱好不同，要做到每个女朋友都认为她自己是你唯一的女友是多么的困难。

   刘明在《Linux 调度器BFS简介》中有个很有意思的比喻，linux 内核调度器就像处境尴尬的主妇，满足孩子对晚餐的要求便有可能伤害到老人的食欲，做出一桌让男女老少都满意的饭菜实在是太难了。Linux是一个通用的操作系统，无法预测运行其上的进程有什么样的特点，就像一家人的口味各不相同，孩子喜欢吃甜，爸爸喜欢吃咸，老人喜欢口味清淡，所以调度器也很为难。

    一般来说根据进程的特点，可以将进程分成几类

1 交互式进程

   这个比较简单了，想想你你使用vi编辑文本，大量的人机交互，进程不断的进入睡眠状态等待你的输入，CPU占用不高但是要求响应迅速，比如你敲了键盘，过了10秒钟才在编辑器上显示出来，这用户体验是多么的糟糕。

2 批处理进程

    最典型的就是编译工程这种进程了，如果我们编译一个大型的工程，我们敲了个make，也许1个小时才能编译成功，但是没有人会两个眼睛盯着屏幕看编译的过程，我们更关心的是编译的结果。对于这种进程就是属于姥姥不疼舅舅不爱的进程，这要他在跑就行了，不必给他太多的关注和资源。

3 实时进程

    实时进程原本的含义是给定的工作要在指定的时间内完成，不要求你多快，但是一定要在指定的时间前完成指定的任务，多用在火箭 导弹类似的精密系统中。这种实时叫做硬实时，对于Linux 这种通用的OS来讲，完全做到硬实时有点强人所难了，中断，磁盘寻道，总线征用 锁，等很多的机制带来了太多的不确定性，很难做到硬实时。

    linux所说的实时进程是软实时，就是尽量的实时，如果做不到，也不会出现毁灭性的后果。比如视频播放器，解码速度有点慢，顶多是视频播放有点卡，用户体验不好，但是不会机毁人亡。

    不同的进程，就用不同的调度策略伺候之，对于实时进程，我们就采用实时调度策略：FIFO or Round Robin（时间片轮转）。对于批处理进程和交互进程，我们采用CFS调度器。在之前的版本，Linux采用O(1)调度器的时候，有复杂的方法识别交互性进程，奖励交互性进程，算法比较复杂，现在采用CFS调度器后，核心思想比较简单“完全公平”，降低了代码复杂度，很好地满足了各种需求。

    先说说实时调度，实时调度有两个维度1 优先级2 调度策略。linux用户程序可以通过调用sched_setscheduler系统调用来设置进程的优先级和调度策略。

    实时进程共有0~99共100种不同的优先级，0优先级最高，99优先级最低，对应100个队列。对于实时进程来说，高优先级实时进程存在，低优先级的实时进程就捞不着CPU资源，普通进程更捞不着CPU资源。

 

    接下来就是调度策略，一种是FIFO，先进先出，如果最高优先级的进程是FIFO类型，那么他就一直执行，一条路跑到黑，直到进程退出，或者它调用sched_yield主动让出资源，或者突然出现更高优先级的进程横空出世，抢占了它的CPU。另外一种是时间片轮转，假如说最高优先级实时进程队列存在多个进程，当前进程耗尽自己时间片后自动排到队尾，选择同一个队列的队列头部的进程去执行。这些事情是在task_tick_rt函数做的。

    

    前面提到实时进程存在，普通进程完全捞不到CPU资源也不完全对，后来LINUX增加组调度策略后，有/proc/sys/kernel/sched_rt_period_us和/proc/sys/kernel/sched_rt_runtime_us两个参数，这两个参数表示的含义是：在sched_rt_peroid_us的周期内，所有的实时进程运行时间之和不得超过sched_rt_runtime_us。 默认值为1秒和0.95秒换句话说，在1秒的周期以内，所有实时进程运行时间之和不得超过0.95秒，剩下的0.5秒钟留给普通进程。

    对于普通进程的CFS调度器，内容相对比较独立，如果有时间，后面会有专门的博文总结。

2 SMP时代的进程调度

    更要命的是现在进入了多核的时代，纵然不谈服务器的高配置，我的笔记本配置不高，也已经是四核，可见多核计算机已经是满大街了。对于负载的SMP，就引入了新的问题。单核的时候，只有一个CPU，不需要考虑选择几个运行队列，就是一个run queue。但是多核的时候，是建立一个run queue，所有的CPU去run queue上选择摘取可执行的进程，还是每个CPU一个run queue？其实都是可以的。

    1 per cpu run queue

     目前linux 内核采用的是per cpu run queue，每个CPU去自己的run queue 去选择可执行的进程，这样减少  了竞争。其实除了这个好处，还有另外一个甚至更重要的好处，缓存重利用。进程落在这个CPU的运行队列上，经过多次调度后（暂不考虑多CPU的load balance），仍然是同一颗CPU运行这个进程，也许上次运行时的变量 内存还在cache中，如果只有一个运行队列，多个CPU的话，上次执行所在的CPU和这次执行所在的CPU很可能不是同一颗CPU，那么上次执行调入的缓存就完全用不上了。

    2 single run  queue

    所有的CPU使用同一个队列，这也是可以的，有些人觉着太土，因为如果一个CPU 访问run queue的时候，其他的CPU 就不能访问run queue了，一把大锁降低了性能，尤其是当CPU特别多的时候，想想如果你有1024个CPU，然而只有一个运行队列，run queue这个瓶颈就是显而易见的了。

    介绍到这里，很多筒子可能就会说了，那还有啥好纠结的，肯定是per cpu run  queue 更优越。但是实际情况要比理论复杂的多。BFS（Brain Fuck Scheduler ，又称脑残调度器）就是一种单一队列的调度器，这种调度器对于桌面应用来说，效果非常的好。感兴趣的筒子可以阅读《Linux调度器BFS简介》和《BFS，Linux桌面的极速未来》

     per cpu run queue也不是完全没有缺点。既然是多个队列，就会有可能不均衡，比如一个CPU忙的要死，另一个CPU无事可做，这种情景本身也是对CPU资源的浪费。内核为了解决这个问题就必须要发起CPU间的负载均衡load balance，两个CPU之间负载均衡，要获取两个run queue的锁，会伤害并发，除此以外，负载均衡本身也消耗CPU资源。

    我们按照我们的硬件常识，如果我有两颗物理CPU，每颗物理CPU有两个核，那么我的CPU就是4核的，每个核又可以通过SMT（Simultaneous Multi-Threading）类似的技术实现多个硬件线程或者叫做Virtual CPU，比如Intel的超线程技术，如果每个核可以实现2个Virtual CPU，那么我的硬件就有8个Virtual CPU。这些Virtual CPU 之间的亲缘关系是不同的。

    为了应对多核多CPU，Linux引进了调度域的概念，其实就是根据的亲缘关系的远近，划分不同的范围。根据亲缘关系的远近从近到远分成四个层次：

1 超线程

同一个核利用超线程技术演化出来的Virtual CPU。我们知道CPU的速度要比内存访问的速度快，如果cache没有命中，CPU在等待内存的时间里面无事可做，这是一种浪费，就切换到其他线程。这样多个线程分时复用一个核。说实话，这个超线程技术我其实并不是特别理解，改天研究下Intel手册看个究竟。

2 同一个物理CPU的不同Core

3 同一个NUMA结点上的不同物理CPU

4 不同NUMA节点上的物理CPU。

    NUMA（非一致性内存系统），CPU和RAM是以结点为单位分组的，同一个CPU访问本结点内的本地RAM代价要比访问其他节点的RAM代价低。CPU亲缘关系越近，他们之间进程迁移的代价越低。比如说，将进程在同一个物理CPU下的两个Core之间迁移，代价要低于不同物理CPU之间的迁移，原因就是一部分cache可以继续使用。

    load balance，就是将进程从一个CPU(广义的CPU)迁移到另一个CPU，如果将进程从一个核的一个超线程域搬到另一个超线程域，没啥关系，因为代价不高，就好像让我从办公楼4楼搬到办公楼3楼，代价很低，但是CPU亲缘关系越远，代价越高，就好像上午还在南京上班，下午让我搬到乌鲁木齐上班，所以这种搬家尽量要少。事实上linux 内核也是这么做的。

    OK，继续我们的调度域：假如我们有两个物理CPU，每个物理CPU有两个Core，每个Core有通过超线程演化出两个Virtual CPU，那么我们看下下面这个图（这个图是从Linux内核SMP负载均衡浅析中拷贝的）

     对于每个virtual CPU，属于一组调度域sched_domain，就像我是位于雨花区的，同时我也是位于南京，我还是江苏的，我还是位于中国的，我隶属的不同区域反应的不过是不同层次看我所处的位置。每个调度域分成多个组，就好像中国分成30多个省级行政单位，每个省级行政单位又分成不同的市，每个市又分成不同的区。

    这还只是普通进程的SMP 调度，想想实时进程，我们每个CPU都有队列，也许CPU-a的最高优先级的实时进程尚不如 CPU-b第二高优先级的实时进程，这时候，需要将CPU-b中的实时进程拽到CPU-a上面执行，不然，会出现低优先级的实时进程先执行的异常情况，这个拽的过程是有pull_rt_task 实现的。

参考文献   

1 Linux内核SMP负载均衡浅析

2 Linux 进程调度浅析

3 鼠眼看Linux调度器

4 Linux调度器BFS简介

5 BFS，Linux桌面的极速未来

 

linux进程调度相关的内核代码看了两遍左右，也看了一些讲述linux进程调度的一些文章，总想写个系列文章，把进程调度全景剖析一遍，但是总是感觉力不逮己，自己都不敢下笔写文章了。算了，还是不难为自己了，就随便写写自己的心得好了。

    在用户空间，或者应用编程领域 ，Linux提供了一些API或者系统调用来影响Linux的内核调度器，或者是获取内核调度器的信息。比如可以获取或者设置进程的调度策略、优先级，获取CPU时间片大小的信息。

    这些接口一旦在应用程序中调用，就像给湖面扔进一颗石子，对内核带来了那些的影响，其实这是我内心很激动很想分享的东西，但是内容好没有组织好，所以本文的主题暂不深入涉及这些系统调用及对应的内核层的代码。

    严格地说，对于优先级对于实时进程和普通进程的意义是不一样的。

    1 在一定程度上，实时进程优先级高，实时进程存在，就没有普通进程占用CPU的机会，（但是前一篇博文也讲过了，实时组调度出现在内核以后，允许普通进程占用少量的CPU时间,取决于配置)。

    2 对于实时进程而言，高优先级的进程存在，低优先级的进程是轮不上的，没机会跑在CPU上，所谓实时进程的调度策略,指的是相同优先级之间的调度策略。如果是FIFO实时进程在占用CPU，除非出现以下事情，否则FIFO一条道跑到黑。

     a）FIFO进程良心发现，调用了系统调用sched_yield 自愿让出CPU

     b) 更高优先级的进程横空出世，抢占FIFO进程的CPU。有些人觉得很奇怪，怎么FIFO占着CPU，为啥还能有更高优先级的进程出现呢。别忘记，我们是多核多CPU ,如果其他CPU上出现了一个比FIFO优先级高的进程，可能会push到FIFO进程所在的CPU上。

     c)FIFO进程停止（TASK_STOPPED or TASK_TRACED状态）或者被杀死（EXIT_ZOMBIE or EXIT_DEAD状态）

    d) FIFO进程执行了阻塞调用并进入睡眠（TASK_INTERRUPTIBLE OR TASK_UNINTERRUPTIBLE）。

    

    如果是进程的调度策略是时间片轮转RR，那么，除了前面提到的abcd，RR实时进程耗尽自己的时间片后，自动退到对应优先级实时队列的队尾，重新调度。

    下面我们就是来探究FIFO策略和RR策略的特点。为了降低理解的难度，我将我们启动的实时进程绑定到同一个核上。

1. #include<stdio.h>
   
2. #include<stdlib.h>
   
3. #include<unistd.h>
   
4. #include<sys/time.h>
5. #include<sys/types.h>
   
6. #include<sys/sysinfo.h>
7. #include<time.h>
   
8. 
   
9. #define __USE_GNU
   
10. #include<sched.h>
    
11. #include<ctype.h>
    
12. #include<string.h>
    
13. 
    
14. #define COUNT 300000
    
15. #define MILLION 1000000L
    
16. #define NANOSECOND 1000
    
17. 
    
18. void test_func()
    
19. {
    
20.     int i = 0;
    
21.     unsigned long long result = 0;;
    
22. 
    
23.     for(i= 0; i<8000;i++)
    
24.     {
    
25.         result += 2;
    
26.     }
    
27. 
    
28. }
    
29. int main(int argc,char* argv[])
    
30. {
    
31.     int i;
    
32.     struct timespec sleeptm;
    
33.     long interval;
    
34.     struct timeval tend,tstart;
    
35.     struct tm lcltime = {0};
    
36.     struct sched_param param;
    
37.     int ret = 0;
    
38. 
    
39.     if(argc!= 3)
    
40.     {
    
41.         fprintf(stderr,"usage:./test sched_method sched_priority\n");
    
42.         return -1;
    
43.     }
    
44. 
    
45.     cpu_set_t mask ;
    
46.     CPU_ZERO(&mask);
    
47.     CPU_SET(1,&mask);
    
48. 
    
49.     if (sched_setaffinity(0, sizeof(mask),&mask) == -1)
    
50.     {
    
51.         printf("warning: could not set CPU affinity, continuing...\n");
    
52.     }
    
53.     int sched_method = atoi(argv[1]);
    
54.     int sched_priority = atoi(argv[2]);
    
55. 
    
56.     /*    if(sched_method> 2 || sched_method< 0)
    
57.         {
    
58.         fprintf(stderr,"sched_method scope [0,2]\n");
    
59.         return -2;
    
60.         }
    
61.         if(sched_priority> 99 || sched_priority< 1)
    
62.         {
    
63.         fprintf(stderr,"sched_priority scope [1,99]\n");
    
64.         return -3;
    
65.         }
    
66. 
    
67.         if(sched_method== 1 || sched_method == 2)*/
    
68.     {
    
69.         param.sched_priority = sched_priority;
    
70.         ret = sched_setscheduler(getpid(),sched_method,&param);
    
71.         if(ret)
    
72.         {
    
73.             fprintf(stderr,"set scheduler to %d %d failed %m\n");
    
74.             return -4;
    
75.         }
    
76.     }
    
77. 
    
78.     int scheduler = sched_getscheduler(getpid());
    
79. 
    
80.     fprintf(stderr,"the scheduler of PID(%ld) is %d, priority (%d),BEGIN time is :%ld\n",
    
81.             getpid(),scheduler,sched_priority,time(NULL));
    
82. 
    
83.     sleep(2);
    
84.     sleeptm.tv_sec = 0;
    
85.     sleeptm.tv_nsec = NANOSECOND;
86. 
    
87.     for(i= 0;i<COUNT;i++)
    
88.     {
    
89.         test_func();
    
90.     }
    
91. 
    
92. 
    
93. 
    
94.     interval = MILLION*(tend.tv_sec- tstart.tv_sec)
    
95.                +(tend.tv_usec-tstart.tv_usec);
    
96. 
    
97.     fprintf(stderr," PID = %d\t priority: %d\tEND TIME is %ld\n",getpid(),sched_priority,time(NULL));
    
98.     return 0;
    
99. }

    上面这个程序有几点需要说明的地方

    1 为了降低复杂度，绑定到了同一个核上，我做实验的机器是四核（通过cat /proc/cpuinfo可以看到）

    2  sleep（2）,是给其他进程得到调度的机会，否则无法模拟出多个不同优先级的实时进程并行的场景。sleep过后，就没有阻塞性的系统调用了，高优先级的就会占据CPU（FIFO），同等优先级的进程轮转（RR） 

1. struct sched_param {
   
2. /* ... */
   
3. int sched_priority;
   
4. /* ... */
   
5. };
   

int sched_setscheduler (pid_t pid,

                        int policy,

                        const struct sched_param *sp);

      sched_setscheduler函数的第二个参数调度方法 ：

1. #define SCHED_OTHER 0
   
2. #define SCHED_FIFO 1
   
3. #define SCHED_RR 2
   
4. #ifdef __USE_GNU
   
5. # define SCHED_BATCH 3
   
6. #endif

    SCHED_OTHER表示普通进程，对于普通进程，第三个参数sp->sched_priority只能是0

   SCHED_FIFO 和SCHED_RR表示实时进程的调度策略，第三个参数的取值范围为[1,99]。

   如果sched_setscheduler 优先级设置的值和调度策略不符合的话，会返回失败的。

   内核中有这么一段注释：

1. /*
   
2.      * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
   
3.      * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priorityfor SCHED_NORMAL,
   
4.      * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
   
5.      */

    LINUX系统提供了其他的系统调用来获取不同策略优先级的取值范围：

1. #include <sched.h>
   
2. int sched_get_priority_min (int policy);
   
3. int sched_get_priority_max (int policy);

    另外需要指出的一点是，应用层和内核层的优先级含义是不同的：

   首先说实时进程：实时进程的优先级设置可以通过sched_setsheduler设置，也可以通过sched_setparam设置优先级的大小。

1. int sched_setparam(pid_t pid,const struct sched_param *sp);

    在用户层或者应用层，1表示优先级最低，99表示优先级最高。但是在内核中，[0,99]表示的实时进程的优先级，0最高，99最低。[100,139]是普通进程折腾的范围。应用层比较天真率直，就看大小，数字大，则优先级高。ps查看进程的优先级也是如此。有意思的是，应用层实时进程最高优先级的99，在ps看进程优先级的时候，输出的是139.

    下面是ps -C test -o pid,pri,cmd,time,psr 的输出：

1. PID   PRI  CMD             TIME     PSR
   
2.  6303 139 ./test 1 99  00:00:04       1

     虽说本文主要讲的是实时进程，但是需要插句话。对于普通进程，是通过nice系统调用来调整优先级的。从内核角度讲[100,139]是普通进程的优先级的范围，100最高，139最低，默认是120。普通进程的优先级的作用和实时进程不同，普通进程优先级表示的是占的CPU时间。深入linux内核架构中提到，普通优先级越高（100最高，139最低），享受的CPU time越多，相邻的两个优先级，高一级的进程比低一级的进程多占用10%的CPU，比如内核优先级数值为120的进程要比数值是121的进程多占用10%的CPU。

    内核中有一个数组：prio_to_weight[20]表示的是默认优先级120的权重，数值为1024，prio_to_weight[21]表示nice值为1，优先级为121的进程的权重，数值为820。这就到了CFS的原理了

1. static const int prio_to_weight[40]= {
   
2.  /* -20 */ 88761, 71755, 56483, 46273, 36291,
   
3.  /* -15 */ 29154, 23254, 18705, 14949, 11916,
   
4.  /* -10 */ 9548, 7620, 6100, 4904, 3906,
   
5.  /* -5 */ 3121, 2501, 1991, 1586, 1277,
   
6.  /* 0 */ 1024, 820, 655, 526, 423,
   
7.  /* 5 */ 335, 272, 215, 172, 137,
   
8.  /* 10 */ 110, 87, 70, 56, 45,
   
9.  /* 15 */ 36, 29, 23, 18, 15,
   
10. };

     假如有1台电脑，10个人玩，怎么才公平。

    1 约定好时间片，每人玩1小时，玩完后记账，张XX 1小时，谁玩的时间短，谁去玩

    2 引入优先级的概念，李四有紧急情况，需要提高他玩电脑的时间，怎么办，玩1个小时，记账半小时，那么同等情况下，李四会比其他人被选中玩电脑的频率要高，就体现了这个优先级的概念。

    3  王五也有紧急情况，但是以考察，不如李四的紧急，好吧，玩1个小时，记账45分钟。

    4  情况有变化，听说这里有电脑，突然又来了10个人，如果按照每人玩1小时的时间片，排在最后的那哥们早就开始骂人了，怎么办？时间片动态变化，根据人数来确定时间片。人越多，每个人玩的时间越少，防止哥们老捞不着玩，耐心耗尽，开始骂人。

    这个记账就是我们prio_to_weight的作用。我就不多说了，prio_to_weight[20]就是基准，玩一小时，记账一小时，数组20以前的值是特权一级，玩1小时记账20分钟之类的享有特权的，数组20之后是倒霉蛋，玩1小时，记账1.5小时之类的倒霉蛋。 CFS这种调度好在大家都能捞着玩。

    扯到优先级多说了几句，现在回到正题。我将上面的C程序编译成可执行程序test，然后写了一个脚本comp.sh。

1. [root@localhost sched]# cat comp.sh
2. #/bin/sh
5. ./test $1 99 &
6. usleep 1000;
7. ./test $1 70 &
8. usleep 1000;
10. ./test $1 70 &
11. usleep 1000;
13. ./test $1 70 &
14. usleep 1000;
16. ./test $1 50 &
17. usleep 1000;
18. ./test $1 30 &
19. usleep 1000;
20. ./test $1 10 &

       因为test进程有sleep 2秒，所以可以给comp.sh启动其他test的机会。可以看到有 99级（最高优先级）的实时进程，3个70级的实时进程，50级，30级，10级的各一个。

      对于FIFO而言，一旦sleep过后，高优先级运行，低优先级是没戏运行的，同等优先级的进程，先运行的不运行完，后运行的也没戏。

     对于RR而言，高优先级的先运行，同等优先级的进程过家家，你玩完，我玩，我玩完你再玩，每个进程耗费一个时间片的时间。对于Linux，RR时间片是100ms：

1. #define DEF_TIMESLICE        (100* HZ / 1000)

  

    下面我们验证： 我写了两个观察脚本，来观察实时进程的调度情况：

    第一个脚本比较简单，观察进程的CPU 占用的time，用ps工具就可以了：

1. [root@localhost sched]# cat getpsinfo.sh
2. #!/bin/sh
4. for((i = 0; i < 40; i++))
5. do
6.     ps -C test -o pid,pri,cmd,time,psr >>psinfo.log 2>&1
7.     sleep 2;
8. done

    第二个脚本比较复杂是systemtap脚本，观察名字为test的进程相关的上下文切换，谁替换了test，或者test替换了谁，同时记录下test进程的退出：

1. [root@localhost sched]# cat cswmon_spec.stp
   
2. 
   
3. global time_offset
   
4. probe begin { time_offset = gettimeofday_us()}
   
5. 
   
6. probe scheduler.ctxswitch {
   
7.     if(next_task_name== "test" ||prev_task_name== "test")
   
8.     {
   
9.          t = gettimeofday_us()
   
10.          printf(" time_off (%8d )%20s(%6d)(pri=%4d)(state=%d)->%20s(%6d)(pri=%4d)(state=%d)\n",
    
11.                   t-time_offset,
    
12.                   prev_task_name,
    
13.                   prev_pid,
    
14.                   prev_priority,
    
15.                   (prevtsk_state),
    
16.                   next_task_name,
    
17.                   next_pid,
    
18.                   next_priority,
    
19.                   (nexttsk_state))
    
20.     }
    
21. }
    
22. 
    
23. 
    
24. probe scheduler.process_exit
    
25. {
    
26.     if(execname()== "test")
    
27.     printf("task :%s PID(%d) PRI(%d) EXIT\n",execname(),pid,priority);
    
28. }
    
29. 
    
30. probe timer.s($1){
    
31.     printf("--------------------------------------------------------------\n")
    
32.         exit();
    
33. }

   

A)    FIFO调度策略的输出：

1. 终端1 ：
2. stap ./cswmon_spec.stp 70
4. 终端2 ：
5. ./getpsinfo.sh
7. 终端3
8. ./comp.sh 1

输出结果如下：

    99优先级跑完了，才轮到70优先级，但是虽说有3个70优先级，但是先跑的那个进程跑完了，第二个优先级为70的才能跑。因为输出结果用代码无法漂亮的展示，所以我截了图，截图又不能把这个输出都截下来，所以我很蛋疼。有需要结果的，我以附件形式附在最后。

    看下第二个脚本的输出：

1. time_off ( 689546 ) test( 6305)(pri= 120)(state=0)-> migration/2( 11)(pri= 0)(state=0)
2. time_off ( 689977 ) stap( 5895)(pri= 120)(state=0)-> test( 6305)(pri= 120)(state=0)
3. time_off ( 690067 ) test( 6305)(pri= 29)(state=1)-> stap( 5895)(pri= 120)(state=0)
4. time_off ( 697899 ) test( 6303)(pri= 120)(state=0)-> migration/2( 11)(pri= 0)(state=0)
5. time_off ( 698042 ) test( 6307)(pri= 120)(state=0)-> migration/0( 3)(pri= 0)(state=0)
6. time_off ( 699114 ) stap( 5895)(pri= 120)(state=0)-> test( 6303)(pri= 120)(state=0)
7. time_off ( 699307 ) test( 6303)(pri= 0)(state=1)-> test( 6307)(pri= 120)(state=0)
8. time_off ( 699371 ) test( 6307)(pri= 29)(state=1)-> stap( 5895)(pri= 120)(state=0)
9. time_off ( 699392 ) test( 6309)(pri= 120)(state=0)-> migration/3( 15)(pri= 0)(state=0)
10. time_off ( 699966 ) events/1( 20)(pri= 120)(state=1)-> test( 6309)(pri= 120)(state=0)
11. time_off ( 700034 ) test( 6309)(pri= 29)(state=1)-> stap( 5895)(pri= 120)(state=0)
12. time_off ( 707379 ) test( 6311)(pri= 120)(state=0)-> migration/3( 15)(pri= 0)(state=0)
13. time_off ( 707587 ) test( 6313)(pri= 120)(state=0)-> migration/0( 3)(pri= 0)(state=0)
14. time_off ( 712021 ) stap( 5895)(pri= 120)(state=0)-> test( 6311)(pri= 120)(state=0)
15. time_off ( 712145 ) test( 6311)(pri= 49)(state=1)-> test( 6313)(pri= 120)(state=0)
16. time_off ( 712252 ) test( 6313)(pri= 69)(state=1)-> stap( 5895)(pri= 120)(state=0)
17. time_off ( 727057 ) test( 6315)(pri= 120)(state=0)-> migration/0( 3)(pri= 0)(state=0)
18. time_off ( 727952 ) stap( 5895)(pri= 120)(state=0)-> test( 6315)(pri= 120)(state=0)
19. time_off ( 728047 ) test( 6315)(pri= 89)(state=1)-> stap( 5895)(pri= 120)(state=0)
20. time_off ( 2690181 ) stap( 5895)(pri= 120)(state=0)-> test( 6305)(pri= 29)(state=0)
21. time_off ( 2699316 ) test( 6305)(pri= 29)(state=0)-> test( 6303)(pri= 0)(state=0)
22. task :test PID(6303) PRI(0) EXIT
23. time_off (13057854 ) test( 6303)(pri= 0)(state=64)-> watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=0)
24. time_off (13057864 ) watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=1)-> test( 6305)(pri= 29)(state=0)
25. time_off (15333340 ) test( 6305)(pri= 29)(state=0)-> watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=0)
26. time_off (15333354 ) watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=1)-> test( 6305)(pri= 29)(state=0)
27. time_off (18743409 ) test( 6305)(pri= 29)(state=0)-> watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=0)
28. time_off (18743422 ) watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=1)-> test( 6305)(pri= 29)(state=0)
29. time_off (22154757 ) test( 6305)(pri= 29)(state=0)-> watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=0)
30. time_off (22154771 ) watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=1)-> test( 6305)(pri= 29)(state=0)
31. task :test PID(6305) PRI(29) EXIT
32. time_off (22466855 ) test( 6305)(pri= 29)(state=64)-> test( 6307)(pri= 29)(state=0)
33. time_off (25563548 ) test( 6307)(pri= 29)(state=0)-> watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=0)
34. time_off (25563566 ) watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=1)-> test( 6307)(pri= 29)(state=0)
35. time_off (28973602 ) test( 6307)(pri= 29)(state=0)-> watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=0)
36. time_off (28973616 ) watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=1)-> test( 6307)(pri= 29)(state=0)
37. task :test PID(6307) PRI(29) EXIT
38. time_off (31846121 ) test( 6307)(pri= 29)(state=64)-> test( 6309)(pri= 29)(state=0)
39. time_off (32383671 ) test( 6309)(pri= 29)(state=0)-> watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=0)
40. time_off (32383683 ) watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=1)-> test( 6309)(pri= 29)(state=0)
41. time_off (35793735 ) test( 6309)(pri= 29)(state=0)-> watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=0)
42. time_off (35793747 ) watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=1)-> test( 6309)(pri= 29)(state=0)
43. time_off (39203797 ) test( 6309)(pri= 29)(state=0)-> watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=0)
44. time_off (39203809 ) watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=1)-> test( 6309)(pri= 29)(state=0)
45. task :test PID(6309) PRI(29) EXIT
46. time_off (41200440 ) test( 6309)(pri= 29)(state=64)-> test( 6311)(pri= 49)(state=0)
47. time_off (42613866 ) test( 6311)(pri= 49)(state=0)-> watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=0)
48. time_off (42613898 ) watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=1)-> test( 6311)(pri= 49)(state=0)
49. time_off (46024070 ) test( 6311)(pri= 49)(state=0)-> watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=0)
50. time_off (46024082 ) watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=1)-> test( 6311)(pri= 49)(state=0)
51. time_off (49434004 ) test( 6311)(pri= 49)(state=0)-> watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=0)
52. time_off (49434017 ) watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=1)-> test( 6311)(pri= 49)(state=0)
53. task :test PID(6311) PRI(49) EXIT

    可以清楚的可到，同样是70优先级（内核态是29），6305退出以前，6307根本就捞不着跑。同样6307退出一样，6309根本就捞不着跑。这就是FIFO。

B) RR的情况

1. 终端1 ：
2. stap ./cswmon_spec.stp 70
3. 
   
4. 终端2 ：
5. ./getpsinfo.sh
6. 
   
7. 终端3
8. ./comp.sh 1

    实时优先级是70的三个进程齐头并进。再看第二个脚本的输出：

1. time_off ( 4188015 ) test( 6428)(pri= 0)(state=0)-> watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=0)
2. time_off ( 4188025 ) watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=1)-> test( 6428)(pri= 0)(state=0)
3. time_off ( 7612014 ) test( 6428)(pri= 0)(state=0)-> watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=0)
4. time_off ( 7612024 ) watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=1)-> test( 6428)(pri= 0)(state=0)
5. task :test PID(6428) PRI(0) EXIT
6. time_off (10679062 ) test( 6428)(pri= 0)(state=64)-> test( 6430)(pri= 29)(state=0)
7. time_off (10964413 ) test( 6430)(pri= 29)(state=0)-> watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=0)
8. time_off (10964422 ) watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=1)-> test( 6430)(pri= 29)(state=0)
9. time_off (11709024 ) test( 6430)(pri= 29)(state=0)-> test( 6432)(pri= 29)(state=0)
10. time_off (12736030 ) test( 6432)(pri= 29)(state=0)-> test( 6434)(pri= 29)(state=0)
11. time_off (13779022 ) test( 6434)(pri= 29)(state=0)-> test( 6430)(pri= 29)(state=0)
12. time_off (13879021 ) test( 6430)(pri= 29)(state=0)-> test( 6432)(pri= 29)(state=0)
13. time_off (13984075 ) test( 6432)(pri= 29)(state=0)-> test( 6434)(pri= 29)(state=0)
14. time_off (14084020 ) test( 6434)(pri= 29)(state=0)-> test( 6430)(pri= 29)(state=0)
15. time_off (14184023 ) test( 6430)(pri= 29)(state=0)-> test( 6432)(pri= 29)(state=0)
16. time_off (14284024 ) test( 6432)(pri= 29)(state=0)-> test( 6434)(pri= 29)(state=0)
17. time_off (14374486 ) test( 6434)(pri= 29)(state=0)-> watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=0)
18. time_off (14374502 ) watchdog/1( 10)(pri= 0)(state=1)-> test( 6434)(pri= 29)(state=0)
19. time_off (14384097 ) test( 6434)(pri= 29)(state=0)-> test( 6430)(pri= 29)(state=0)
20. time_off (14484066 ) test( 6430)(pri= 29)(state=0)-> test( 6432)(pri= 29)(state=0)
21. time_off (14584023 ) test( 6432)(pri= 29)(state=0)-> test( 6434)(pri= 29)(state=0)
22. time_off (14684020 ) test( 6434)(pri= 29)(state=0)-> test( 6430)(pri= 29)(state=0)
23. time_off (14786032 ) test( 6430)(pri= 29)(state=0)-> test( 6432)(pri= 29)(state=0)
24. time_off (14886020 ) test( 6432)(pri= 29)(state=0)-> test( 6434)(pri= 29)(state=0)
25. time_off (14986026 ) test( 6434)(pri= 29)(state=0)-> test( 6430)(pri= 29)(state=0)
26. time_off (15089023 ) test( 6430)(pri= 29)(state=0)-> test( 6432)(pri= 29)(state=0)
27. time_off (15192030 ) test( 6432)(pri= 29)(state=0)-> test( 6434)(pri= 29)(state=0)
28. time_off (15292026 ) test( 6434)(pri= 29)(state=0)-> test( 6430)(pri= 29)(state=0)
29. time_off (15396085 ) test( 6430)(pri= 29)(state=0)-> test( 6432)(pri= 29)(state=0)
30. time_off (15496022 ) test( 6432)(pri= 29)(state=0)-> test( 6434)(pri= 29)(state=0)
31. time_off (15596027 ) test( 6434)(pri= 29)(state=0)-> test( 6430)(pri= 29)(state=0)
32. time_off (15696153 ) test( 6430)(pri= 29)(state=0)-> test( 6432)(pri= 29)(state=0)
33. time_off (15796022 ) test( 6432)(pri= 29)(state=0)-> test( 6434)(pri= 29)(state=0)

    用户态实时优先级为99，内核态优先级为0的进程6428退出后，3个用户态实时优先级为70的进程6430，6432，6434你方唱罢我登场，每个人都"唱"多久呢？看相邻2条记录的时间差，基本都在100ms左右，这就是时间片。

    后记：如果放开绑定到一个CPU的限制，同时加大实时进程的个数，多个实时进程在CPU之间PULL和PUSH，是更复杂的情况，呵呵，希望抛砖引玉，能有人模拟下这种情况。

    附件为测试代码及输出：

      study_sched.txt  

参考文献

1 深入linux 内核架构

2 linux system program

3 systemtap example