[리눅스커널] 스케줄링: 스케줄링 정책이란

스케줄링은 실행 대기 상태에 있는 프로세스 목록 중 하나를 선택해서 CPU를 실행하는 동작입니다. 여기서 한 가지 의문이 생깁니다. 

  | 실행 대기 상태 프로세스들 중 하나를 선택한 후 CPU 실행 상태로 어떤 방식으로 바꿔줄까?

스케줄링 세부 구현을 할 때 다음 그림과 같이 Process A ~ Proces D 프로세스를 어떤 방식으로 선택해서 CPU에 실행할지 결정을 해야 하는 문제가 있는 것입니다.

 

스케줄링 동작을 구현할 때 어떤 프로세스를 어떤 방식으로 선택하느냐 중요한 설계 요소입니다. 이를 스케줄링 정책이라고 이야기를 합니다. 스케줄링 정책은 크게 다음과 같이 분류 할 수 있습니다. 

+ 우선 순위가 높은 프로세스가 계속 CPU를 점유하면서 실행합니다.

+ 실행 대기 상태에 있는 프로세스들에게 공평하게 실행 기회를 부여합니다.

리눅스 커널에서는 다음 해더 파일에서 스케줄링 정책을 정의합니다.

[https://elixir.bootlin.com/linux/v4.14.70/source/include/uapi/linux/sched.h]

#define SCHED_NORMAL 0

#define SCHED_FIFO 1

#define SCHED_RR 2

#define SCHED_BATCH 3

#define SCHED_IDLE 5

#define SCHED_DEADLINE 6

커널은 평상 시 일반 프로세스들은 SCHED_NORMAL 정책으로 관리합니다. 실행 대기 상태에 있는 프로세스를 공평하게 실행을 할 수 있는 기회를 부여하는 것입니다.

하지만, 가끔 우선 순위가 높아서 일을 마무리 할 때까지 CPU를 점유해야 하는 프로세스가 있을 수 있습니다. 이럴 때 해당 프로세스에겐 SCHED_FIFO 정책을 적용합니다.

  | SCHED_FIFO 정책으로 실행하는 프로세스를 보통 RT(Real-Time) 프로세스라고 말합니다.

"혹시 궁금한 점이 있으면 댓글로 질문 남겨주세요. 아는 한 성실히 답변 올려드리겠습니다!" 

Thanks,

Austin Kim([e-mail])

Reference(프로세스 스케줄링)

스케줄링 소개

   스케줄링란 무엇일까?   

   선점과 비선점 스케줄링이란    

   컨택스트 스위칭이란   

   스케줄링 정책이란    

   스케줄러 클래스란 무엇일까?   

   런큐란 무엇일까?    

   우선순위(nice)란   

프로세스 상태 관리

   프로세스 상태 소개   

   프로세스 상태 변화   

   어떤 함수가 프로세스 상태를 바꿀까?

      TASK_RUNNING(실행 대기)   

      TASK_RUNNING(CPU 실행)   

      TASK_INTERRUPTIBLE 상태 변경   

      TASK_UNINTERRUPTIBLE 상태 변경  

   프로세스 상태를 ftrace로 확인하기   

스케줄러 클래스

   스케줄러 클래스 자료구조 소개     

   5가지 스케줄러 클래스란 무엇일까?     

   프로세스는 스케줄러 클래스를 어떻게 등록할까?  

   프로세스는 스케줄러 클래스로 스케줄러 세부 함수를 어떻게 호출할까? 

런큐

   런큐 자료구조 struct rq 소개    

   runqueues 변수에 대해서     

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CFS 스케줄러

   CFS 스케줄러를 이루는 주요 개념 알아보기  

   CFS 스케줄러 알고리즘과 vruntime   

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   깨우는 프로세스를 런큐에 Enqueue 동작   

스케줄링 핵심 schedule() 함수 분석

   스케줄링 핵심 schedule() 함수 분석하기    

   schedule() 함수 동작 정리하기     

컨택스트 스위칭

   컨택스트 스위칭이란 무엇인가?  

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   컨택스트 스위칭 세부 코드 분석  

   ftrace로 컨택스트 스위칭 동작 확인  

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스케줄링 디버깅

   ftrace: sched_switch와 sched_wakeup 이벤트 소개   

   ftrace: 스케줄링 실행 시 콜스택 파악하기    

   프로세스를 깨울 때 콜스택 분석하기   

   스케줄링 프로파일링

     CPU에 부하를 주는 테스트   

     CPU에 부하를 주지 않는 테스트 

# Reference: For more information on 'Linux Kernel';

디버깅을 통해 배우는 리눅스 커널의 구조와 원리. 1

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디버깅을 통해 배우는 리눅스 커널의 구조와 원리. 2

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