linux内核 leaf_cfs_rq_list

时间: 2023-07-31 15:11:52 浏览: 230

LINUX 下的内核链表

在Linux操作系统中，内核链表是一种非常重要的数据结构，它被广泛用于管理内存、设备驱动、进程控制等核心操作。内核链表允许程序员在内存中动态地组织和连接数据，提供了灵活且高效的数据组织方式。在C/C++编程环境中，理解并熟练运用内核链表对于开发Linux驱动程序或系统级软件至关重要。内核链表的基础是`list_head`结构体，它定义了一个双向循环链表的节点。`list_head`结构体通常包含三个成员：`next`、`prev`和`list`。`next`和`prev`分别指向链表中的下一个节点和前一个节点，而`list`是一个自引用指针，用来简化链表操作。 1. **链表初始化**：在创建链表时，首先要确保链表节点的`list_head`被正确初始化。这通常通过`LIST_HEAD_INIT`宏完成，如`struct list_head list = LIST_HEAD_INIT(list)`。初始化后，链表将为空，所有指针都指向自身。 2. **链表插入**： Linux内核提供了多种插入操作，例如`list_add()`和`list_add_tail()`。`list_add()`会在链表头部插入新节点，`list_add_tail()`则在尾部插入。这些函数会自动处理前后节点的链接关系，无需手动操作。 3. **链表删除**：要从链表中删除节点，可以使用`list_del()`函数。它会断开节点与前后节点的连接，但不释放节点本身。如果需要同时释放节点和其中的数据，可以使用`list_del_init()`，它会将删除的节点重新初始化为一个独立的链表头。 4. **链表遍历**：遍历内核链表可以使用`for_each_entry`或`for_each_entry_safe`宏。前者在遍历时不允许删除当前节点，而后者通过临时变量保护，可以在遍历过程中安全地删除节点。 5. **链表操作的原子性**：在多线程环境下，链表操作必须是原子的，以防止数据竞争。Linux内核提供了`list_add_rcu()`、`list_del_rcu()`等RCU（Read-Copy-Update）相关的函数，确保在读取时不会遇到正在修改链表的情况。 6. **链表合并与分割**：对于需要合并或分割链表的操作，Linux内核也提供了相应的函数，如`list_splice()`用于合并两个链表，`list_splice_init()`则用于合并后将原链表清空。 7. **内核链表的安全性**：内核链表设计时考虑了内存管理的特性，例如在分配和释放链表节点时，遵循了内存管理的规则，避免了悬挂指针和内存泄漏问题。 8. **实际应用**：在Linux驱动程序中，内核链表常用于设备模型，将设备对象组织成链表方便管理和查找。在内存管理中，页表和 slab 分配器也利用链表来跟踪和管理内存块。了解并熟练使用Linux内核链表是成为Linux系统开发者的基本技能。通过熟练掌握这些概念和操作，开发者可以构建高效、稳定且易于维护的系统级代码。在实践中，应结合实际需求选择合适的链表操作，并注意线程安全性和内存管理规范，以确保程序的正确性和性能。

`leaf_cfs_rq_list` 是 Linux 内核中 Completely Fair Scheduler (CFS) 调度器中的一种数据结构，用于存储每个 CPU 上的任务队列。CFS 是 Linux 内核中的默认调度器，其主要目的是保证任务的公平性，即对于 CPU 资源的分配是公平的。`leaf_cfs_rq_list` 存储的是 CFS 中“叶子”调度实体的队列，即那些没有子调度器的调度实体，例如进程、线程等。每个 CPU 都有自己的 `leaf_cfs_rq_list`。在 CFS 调度器中，任务队列的调度是基于进程的虚拟运行时间，即进程在 CPU 上运行的时间片。

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