Linux 内核调度器源码深度解析

📌 源码：git@github.com:torvalds/linux.git, torvalds/master, eb3f4b7426cf (v7.1-rc5-26)

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系列文章

序号	标题	核心内容
1	CFS 与 EEVDF — 公平调度与 vruntime	sched_entity, cfs_rq, vruntime, EEVDF, PELT, nice 权重
2	优先级与调度类链 — 从 prio.h 到 sched_class 的完整体系	140级优先级, 5 大调度类, sched_class vtable, pick_next_task 链
3	RT 与 Deadline — 实时调度的两种面孔	SCHED_FIFO/SCHED_RR, EDF+CBS, push/pull migration, 带宽控制
4	负载均衡与调度域 — 多核均衡的艺术	sched_domain, sched_group, CPU 拓扑, LB 算法, NOHZ
5	sched_ext — BPF 可扩展调度类	scx, BPF scheduler, dispatch queue, ops 回调 (待完成)

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调度器架构总览

用户态            内核态                                    硬件
  │                │                                        │
  │  syscall / return-to-user                                │
  │                │                                        │
  │         ┌──────▼──────┐                                  │
  │         │  schedule() │  ← 主动让出/被动抢占入口           │
  │         └──────┬──────┘                                  │
  │                │                                        │
  │         ┌──────▼────────┐                                │
  │         │  __schedule() │  ← 核心调度逻辑                  │
  │         └──────┬────────┘                                │
  │                │                                        │
  │         ┌──────▼───────────┐                             │
  │         │ pick_next_task() │  ← 遍历 sched_class 链       │
  │         └──────┬───────────┘                             │
  │                │                                        │
  │    ┌───────────┼───────────┐                             │
  │    │           │           │                             │
  │    ▼           ▼           ▼                             │
  │ stop_sched   dl_sched   rt_sched   fair_sched   idle     │
  │    │           │           │           │          │       │
  │    └───────────┴───────────┴───────────┴──────────┘       │
  │                │                                        │
  │         ┌──────▼──────┐                                  │
  │         │ context_switch│  ← 切换地址空间 + 寄存器          │
  │         └──────┬──────┘                                  │
  │                │                                        │
  │                └──────────────────────────────────────────► CPU

核心路径：

schedule() → __schedule() → pick_next_task() → sched_class 链 → context_switch()

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前置知识

阅读本系列需要了解以下基础概念：

概念	说明	相关头文件
struct task_struct	进程描述符，所有调度信息的容器	include/linux/sched.h
spin_lock	自旋锁，调度器中最核心的同步原语	include/linux/spinlock.h
RCU	Read-Copy-Update，调度器大量使用 RCU 保护读端	include/linux/rcupdate.h
struct rq	每 CPU 的运行队列，调度器操作的根数据结构	kernel/sched/sched.h:1131
per-CPU 变量	每个 CPU 独立的数据副本	include/linux/percpu.h

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关键源文件索引

文件	行数	内容
kernel/sched/core.c	~11,236	调度入口 schedule(), __schedule(), sched_setattr()
kernel/sched/fair.c	~14,312	CFS+EEVDF 完全公平调度
kernel/sched/rt.c	~2,939	SCHED_FIFO/SCHED_RR 实时调度
kernel/sched/deadline.c	~3,879	SCHED_DEADLINE EDF+CBS
kernel/sched/sched.h	~4,139	内部数据结构和宏 (rq, cfs_rq, dl_rq, rt_rq, sched_class)
include/linux/sched.h	~2,524	公开的 task_struct, sched_entity, sched_attr
include/linux/sched/prio.h	46	MAX_PRIO, MAX_RT_PRIO, NICE_TO_PRIO
kernel/sched/cpupri.c	~220	RT push/pull 用的 CPU 优先级位图
kernel/sched/topology.c	~2,800	调度域拓扑构建
kernel/sched/ext.c	~6,000+	sched_ext BPF 可扩展调度器

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