内核调度程序如何通过定时器中断保持时间量子精度？

Question

根据我的阅读，硬件调用了一个计时器中断，它经常执行并将控制权从运行ning 进程转移回 kernel/scheduler，然后该 kernel/scheduler 能够确定运行ning 进程已超过其时间量，如果是，则运行另一个任务。

这似乎不准确。

例如：如果定时器中断是每 1 个单位

并且调度程序算法确定 cpu 绑定进程时间份额为 1.5 个单位，它实际上会获得 2 个单位的 CPU 时间。

或者调度程序是否仅以中断计时器为单位向进程提供时间份额？

Answer 1

Linux的调度程序（CFS）通过首先定义一个时间段来为线程分配时间片，在该时间段内每个线程都会运行一次。此时间段由 sched_slice() 函数计算，取决于 CPU 上的线程数，以及可从用户 space 设置的 2 个变量（sysctl_sched_latency 和 sysctl_sched_min_granularity):

如果线程数大于sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity；那么周期将是nr_threads * sysctl_sched_min_granularity；否则周期将是 sysctl_sched_latency.

例如，在我的笔记本电脑上，我有以下值：

    % cat /proc/sys/kernel/sched_latency_ns
    18000000
    % cat /proc/sys/kernel/sched_min_granularity_ns
    2250000

因此，sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity = 8。现在，如果 CPU 上的线程少于 8 个，那么每个线程将分配 18.000.000 纳秒（即 18 毫秒）；否则，每个将分配 2.250.000 ns（2.25 ms）。

现在，考虑到这些值，如果我们使用此命令查看节拍频率（在内核编译时定义）：

    % zcat /proc/config.gz | grep CONFIG_HZ
    # CONFIG_HZ_PERIODIC is not set
    # CONFIG_HZ_100 is not set
    # CONFIG_HZ_250 is not set
    CONFIG_HZ_300=y
    # CONFIG_HZ_1000 is not set
    CONFIG_HZ=300

所以，在我的笔记本电脑上，我每秒有 300 个滴答声，这意味着每 3 毫秒一个滴答声。这意味着在我的例子中，CPU 上有超过 8 个线程，我会在我的时间片中失去一点精度（一个应该运行 2.25 毫秒的线程将运行 3 毫秒），但我可以通过更频繁地重新编译我的内核来修复它。

不过需要注意的是，这其实不是问题，因为CFS（Completely Fair Scheduler）正如其名，其目标就是公平，这里也将是这样。

内核调度程序如何通过定时器中断保持时间量子精度？

How does the kernel scheduler maintain time quanta precision with timer interrupts?

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