Políticas de Planificación¶

El planificador es la parte del núcleo que decide qué proceso ejecutable será ejecutado por la CPU a continuación. El planificador de Linux ofrece tres políticas de planificación diferentes, una para los procesos normales y dos para aplicaciones en tiempo real. Se asigna a cada proceso un valor de prioridad estática sched_priority y este valor sólo puede cambiarse a través de llamadas al sistema. Conceptualmente, el planificador mantiene una lista de procesos ejecutables para cada posible valor sched_priority, y sched_priority puede tener un valor en el rango de 0 a 99. Para poder determinar qué proceso se debe ejecutar a continuación, el planificador de Linux busca en la lista no vacía con la prioridad estática más alta y toma el proceso a la cabeza de dicha lista. La política de planificación determina para cada proceso, dónde se insertará en la lista de procesos con igual prioridad estática y cómo se moverá dentro de esta lista.

SCHED_OTHER es el planificador de tiempo compartido universal predeterminado empleado por la mayoría de los procesos; SCHED_FIFO y SCHED_RR han sido pensados para aplicaciones especiales donde el tiempo es crítico y necesitan un control preciso sobre la forma en la que se seleccionan para ejecución los procesos ejecutables. A los procesos planificados con SCHED_OTHER se les debe asignar la prioridad estática 0; los procesos planificados bajo SCHED_FIFO o SCHED_RR pueden tener una prioridad estática en el rango de 1 a 99. Solamente los procesos con privilegio de súper-usuario pueden obtener una prioridad estática mayor que 0 y por tanto pueden ser planificados bajo SCHED_FIFO o SCHED_RR. Las llamadas al sistema sched_get_priority_min y sched_get_priority_max pueden emplearse para encontrar el rango válido de prioridad para una política de planificación de una manera transportable en todos los sistemas que cumplan POSIX.1b.

Toda la planificación es apropiativa: si un proceso con una prioridad estática más alta está listo para ejecutarse, el proceso actual será apropiado y devuelto a su lista de espera. La política de planificación solamente determina la clasificación en la lista de procesos ejecutables con igual prioridad estática.

SCHED_FIFO: Planificación FIFO (1º en entrar, 1º en salir).¶

SCHED_FIFO sólo puede emplearse con prioridades estáticas mayores que 0, lo que significa que cuando un proceso SCHED_FIFO se convierte en ejecutable, siempre prevalecerá inmediatamente sobre cualquier otro proceso normal SCHED_OTHER ejecutándose. SCHED_FIFO es un simple algoritmo de planificación sin rodajas de tiempo. Para procesos planificados bajo la política SCHED_FIFO, se aplican las siguientes reglas: Un proceso SCHED_FIFO que ha sido apropiado por otro proceso de mayor prioridad permanecerá en la cabeza de la lista para su prioridad y reanudará su ejecución tan pronto como todos los procesos de prioridad más alta se bloqueen de nuevo. Cuando un proceso SCHED_FIFO llegue a ser ejecutable, se insertará al final de la lista para su prioridad. Una llamada a sched_setscheduler o a sched_setparam pondrá el proceso SCHED_FIFO (o SCHED_RR) identificado por pid al comienzo de la lista si era ejecutable. Como consecuencia, puede apropiarse del proceso actualmente en curso si tiene la misma prioridad. (POSIX 1003.1 especifica que el proceso debería ir al final de la lista.) Un proceso que llame a sched_yield será colocado al final de la lista. Ningún otro suceso moverá un proceso planificado bajo la política SCHED_FIFO en la lista de espera de procesos ejecutables con igual prioridad estática. Un proceso SCHED_FIFO se ejecuta hasta que es bloqueado por una petición de E/S, hasta que sea apropiado por un proceso de más alta prioridad, o hasta que llame a sched_yield.

SCHED_RR: Planificación circular (Round Robin).¶

SCHED_RR es una mejora simple de SCHED_FIFO. Todo lo descrito arriba para SCHED_FIFO se aplica también a SCHED_RR, excepto que a cada proceso sólo se le permite ejecutarse durante un cuanto de tiempo máximo. Si un proceso SCHED_RR ha estado ejecutándose durante un periodo de tiempo igual o mayor que el cuanto de tiempo, será puesto al final de la lista para su prioridad. Un proceso SCHED_RR que ha sido apropiado por un proceso de más alta prioridad y subsecuentemente reanuda su ejecución como un proceso en ejecución, completará la porción no expirada de su cuanto de tiempo de asignación en rueda. La cantidad del cuanto de tiempo puede ser obtenida con sched_rr_get_interval.

SCHED_OTHER: Planificación predeterminada de Linux en t.c.¶

SCHED_OTHER solamente puede emplearse con la prioridad estática 0. SCHED_OTHER es el planificador estándar de Linux en tiempo compartido, pensado para todos los procesos que no requieren mecanismos especiales de prioridad estática en tiempo real. El proceso a ejecutarse se escoge de la lista de prioridad estática 0 basado en una prioridad dinámica que se determina solamente dentro de esta lista. La prioridad dinámica se basa en el nivel de `nice' (puesto por la llamada nice o setpriority) e incrementado para cada cuanto de tiempo para el que el proceso está listo para la ejecución, pero denegado para ella por el planificador. Esto asegura un buen progreso entre todos los procesos SCHED_OTHER.

Tiempo de respuesta¶

Un proceso de alta prioridad bloqueado esperando E/S tiene un cierto tiempo de respuesta antes de que sea planificado otra vez. El escritor del controlador del dispositivo puede reducir grandemente este tiempo de respuesta empleando un manejador de interrupción de "interrupción lenta".

Miscelánea¶

Los procesos hijos heredan el algoritmo y parámetros de planificación a través de un fork.

Usualmente se necesita un bloqueo de memoria para que los procesos en tiempo real puedan evitar demoras en la paginación; esto puede hacerse con mlock o mlockall.

Como un bucle infinito no bloqueante en un proceso planificado bajo SCHED_FIFO o SCHED_RR, bloqueará para siempre todos los procesos con baja prioridad, un desarrollador de software debería siempre mantener disponible en la consola un shell planificado bajo una prioridad estática mayor que la de la aplicación en pruebas. Esto permitirá un `kill' de emergencia en aplicaciones de tiempo real en pruebas que no bloqueen o terminen como se espere. Como los procesos SCHED_FIFO y SCHED_RR pueden apropiar otros procesos para siempre, sólo los procesos de root tienen permiso para activar estas políticas bajo Linux.

Los sistemas POSIX en los cuales se dispone de sched_setscheduler y sched_getscheduler definen _POSIX_PRIORITY_SCHEDULING en <unistd.h>.