之前讨论的CFS的weight，通过weight的设置，可以使得其相比于步幅调度具备局部更多的公平，本文进一步的讨论vruntime是的计算方式，有些大的公式在讨论权重的时候已经介绍一点了。

virtual runtime

回顾公式vruntime += delta * nice0 / weight，可以看到，cfs调度器通过vruntime来平衡任务的公平性，所以在cfs中，我们不能单看weight这一个影响因子，只需要看vruntime的大小就能知道一个任务的优先级顺序，vruntime越小，则越容易被调度。

我们跟踪代码，看看vruntime是怎么自加的


update_curr
  curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
    delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);

其核心计算函数为


/*
 * delta_exec * weight / lw.weight
 *   OR
 * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
 *
 * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
 * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
 * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
 *
 * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
 * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
 */
static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
{
        u64 fact = scale_load_down(weight);
        int shift = WMULT_SHIFT;

        __update_inv_weight(lw);

        if (unlikely(fact >> 32)) {
                while (fact >> 32) {
                        fact >>= 1;
                        shift--;
                }
        }

        fact = mul_u32_u32(fact, lw->inv_weight);

        while (fact >> 32) {
                fact >>= 1;
                shift--;
        }

        return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
}

上述代码的公式


vruntime_delta = delta_exec * (weight / lw->weight)
               = (delta_exec * weight * lw->inv_weight) >> WMULT_SHIFT
#define WMULT_SHIFT    32

这个在权重篇介绍过，inv_weight 是 weight 的速算表。此时我们再代入公式vruntime += delta * nice0 / weight可以将公式抽象成如下


vruntime_delta = wall_time_delta * (NICE_0_weight / NICE_k_weight)
               = wall_time_delta * (NICE_0_weight * 2^32 / (NICE_k_weight * 2^32))
               = (wall_time_delta * (NICE_0_weight * 2^32 / NICE_k_weight)) >> 32
               = (wall_time_delta * NICE_0_weight * (2^32 / NICE_k_weight)) >> 32

注意其中2^32 / NICE_k_weight其实就是sched_prio_to_wmult本存放在load_weight结构上


struct load_weight {
        unsigned long                   weight;
        u32                             inv_weight;
};

回到代码__calc_delta上，实际上是分两个步骤上计算的。
步骤1，fact = mul_u32_u32(fact, lw->inv_weight);
这里计算公式为


fact = (weight / lw->weight) * 2^32

步骤2，mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
这里计算公式为


delta_exec * fact >> 32

两个公式整合就是原公式了。


vruntime_delta = delta_exec * (weight / lw->weight)

总结

本文介绍了vruntime的公式由来，可以清晰的知道vruntime的计算公式，如果想了解此计算公式的可以详细查看一下，不过一般调试过程中不会太关注这个公式，本文只是知识归纳总结一下而已。

参考

http://www.wowotech.net/process_management/447.html

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virtual runtime

总结

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