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[系统运维]cgroup使用举例和linux内核源码详解 |
这里先把cgroup涉及的各个数据结构的关系图发下,后边需要多次用到这幅图。 1 cgroup的创建centos 7.6系统启动后,默认systemd就已经挂载好了cgroup文件系统
进入cgroup挂载目录看一下cgroup子系统,如下:
? ? cpu、blkio、memory是比较常见的cgroup子系统,分配用来限制进程CPU使用率、IO传输吞吐量IOPS、内存分配。每个cgroup子系统都有特定的功能,这个比较好理解。这里需要提一下另一个概念:cgroup层级,如下是从https://tech.meituan.com/2015/03/31/cgroups.html 直接贴过来的演示cgroup层级的示意图: ? ? 个人认为一个cgroup层级更像是一个包含不同功能的cgroup子系统集合。比如示意图的cgroup层级A集成了cpu、cpuacct两个cgroup子系统,cgroup层级B集成了memory这个cgroup子系统。上边介绍centos 7.6的cgroup子系统时,ls? /sys/fs/cgroup时看到了很多个cgroup子系统,这种情况应该只有一个cgroup层级,当然你也可以再创建一个cgroup层级。网上关于cgroup层级的介绍有点抽象,当然我的理解也不一定到位。 回到cgroup子系统,如果我们想限制进程1的CPU使用率不能超过50%,可以执行如下命令:
之后top进程1的CPU使用率最大50%,即便进程1是陷入while(1);死循环。我们赋予cpu.cfs_quota_us的是50000,cpu.cfs_period_us是100000。cpu.cfs_period_us表示一个调度周期,cpu.cfs_quota_us表示一个调度周期进程可以使用的最大配额,显然是一半,即50%。关于cgroup的使用,这里不再介绍,我们重点介绍以上这些命令设置的cgroup内核源码实现。 首先” mkdir test”命令,内核流程是sys_mkdir-> SyS_mkdirat-> vfs_mkdir-> cgroup_mkdir-> cgroup_create static long cgroup_create(struct cgroup *parent, struct dentry *dentry,//dentry是新创建的目录的dentry ???????????????? umode_t mode) { ??? struct cgroup *cgrp; ??? struct cgroupfs_root *root = parent->root; ?? ?//分配本次的cgroup结构体,一个目录对应一个struct cgroup ??? cgrp = kzalloc(sizeof(*cgrp), GFP_KERNEL); ??? //指向本cgroup对应目录的dentry ??? cgrp->dentry = dentry; ??? //cgroup的parent ??? cgrp->parent = parent; ??? //指向根cgroupfs_root ??? cgrp->root = parent->root; ??? //遍历cgroupfs_root->subsys_list链表,找到该链表上的cgroup_subsys,即cgroup子系统,然后执行该cgroup子系统的css_alloc()函数 ??? for_each_subsys(root, ss) { ??????? //分配cgroup子系统的控制结构(如cpu的是task_group),返回task_group结构的第一个成员struct cgroup_subsys_state css的地址赋于css ??????? css = ss->css_alloc(cgrp);//cpu子系统是cpu_cgroup_css_alloc() ??????? //初始化struct cgroup_subsys_state css,并赋值cgrp->subsys[ss->subsys_id]=css ??????? init_cgroup_css(css, ss, cgrp); ??? } ??? //创建该目录的inode,建立dentry和inode的关系 ??? err = cgroup_create_file(dentry, S_IFDIR | mode, sb); ??? //生成该cgroup目录下相关子系统的控制文件,如"tasks"、"notify_on_release"等 ??? err = cgroup_populate_dir(cgrp, true, root->subsys_mask); } ?? 这个函数一下引出了很多数据结构,struct cgroup、struct cgroupfs_root、struct cgroup_subsys、struct cgroup_subsys_state。
struct group代表的是cgroup目录,struct? task_group代表的是该cgroup目录对应的cpu cgroup子系统的控制结构,还有struct? task_group的第一个成员struct cgroup_subsys_state?? css,3者 一一对应。将来正是用struct? task_group限制进程的CPU使用率。 为了便于理解,把这些数据结构的关系图单独截个大图,关系标的还算明确。 ? ???cpu、memory、blkio等cgroup子系统用struct cgroup_subsys表示,struct cgroupfs_root是该cgroup子系统mount挂载时分配的,与super_block一一对应。所以cgroup子系统cgroup_subsys和它的cgroupfs_root一一对应,可以看些示意图。 ? ? ?结合这个示意图,再啰嗦一下彼此的关系。struct? cgroup的成员struct? cgroup_subsys_state *subsys[]保存的是struct? cgroup_subsys_state指针。比如,当该cgroup是属于cpu cgroup子系统,subsys[cpuset_subsys_id]?? ( cpuset_subsys_id是cpu cgroup子系统ID,这个数组只有一个成员指向的cgroup_subsys_state指针有效)指向的cgroup_subsys_state是struct? task_group结构的成员struct? cgroup_subsys_state css。这样知道了cgroup_subsys_state的地址,container_of(cgroup_subsys_state)就是struct? task_group的地址。 如下是常见的cpu、memory、blkio这3个cgroup子系统的struct cgroup_subsys结构。 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = { ??? .name?????? = "cpu", ??? .css_alloc? = cpu_cgroup_css_alloc,//创建cpu cgroup具体的控制单元task_group ??? .css_free?? = cpu_cgroup_css_free, ??? .css_online = cpu_cgroup_css_online, ??? .css_offline??? = cpu_cgroup_css_offline, ??? .can_attach = cpu_cgroup_can_attach, ??? .attach???? = cpu_cgroup_attach, ??? .exit?????? = cpu_cgroup_exit, ??? .subsys_id? = cpu_cgroup_subsys_id,//cpu cgroup子系统的id是cpu_cgroup_subsys_id ??? .base_cftypes?? = cpu_files, //cpu cgroup子系统独有的控制文件 ??? .early_init = 1, } struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = { ??? .name = "memory", ??? .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id, ??? .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc, ??? .css_online = mem_cgroup_css_online, ??? .css_offline = mem_cgroup_css_offline, ??? .css_free = mem_cgroup_css_free, ??? .can_attach = mem_cgroup_can_attach, ??? .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach, ??? .attach = mem_cgroup_move_task, ??? .bind = mem_cgroup_bind, ??? .base_cftypes = mem_cgroup_files,//memory cgroup子系统独有的控制文件 ??? .early_init = 0, ??? .use_id = 1, }; struct cgroup_subsys blkio_subsys = { ??? .name = "blkio", ??? .css_alloc = blkcg_css_alloc, ??? .css_offline = blkcg_css_offline, ??? .css_free = blkcg_css_free, ??? .can_attach = blkcg_can_attach, ??? .subsys_id = blkio_subsys_id, ??? .base_cftypes = blkcg_files, ??? .module = THIS_MODULE, ??? .broken_hierarchy = true, }; 每个cgroup子系统的struct cgroup_subsys结构最终是保存在struct cgroup_subsys *subsys[CGROUP_SUBSYS_COUNT]全局结构体指针数组中,如下: #define SUBSYS(_x) [_x ## _subsys_id] = &_x ## _subsys, static struct cgroup_subsys *subsys[CGROUP_SUBSYS_COUNT] = { #include <linux/cgroup_subsys.h> SUBSYS(cpuset) SUBSYS(debug) SUBSYS(cpu_cgroup)//限制CPU SUBSYS(cpuacct) SUBSYS(mem_cgroup)//限制mem SUBSYS(devices) SUBSYS(freezer) SUBSYS(net_cls) SUBSYS(blkio)//限制block SUBSYS(net_prio) SUBSYS(hugetlb) }; 把这些结构体拆开简化后如下: static struct cgroup_subsys *subsys[CGROUP_SUBSYS_COUNT] = { ……… [cpuset_subsys_id] = cpu_cgroup_subsys, ……… [mem_cgroup_subsys_id] = mem_cgroupt_subsys, [blkio_subsys_id] = blkio_subsys, ……… }; 终于看到cpu、memory、blkio等cgroup子系统的struct cgroup_subsys结构cpu_cgroup_subsys、mem_cgroupt_subsys、blkio_subsys了。cpuset_subsys_id是cpu cgroup子系统的ID,其他类似。 回到cgroup_create()函数,该函数最后执行cgroup_populate_dir()创建该cgroup目录下相关子系统的控制文件。什么意思?前文执行mkdir test创建”test”这个cgroup目录后,ls test便会看到” tasks”、” cpu.cfs_period_us”、” cpu.cfs_quota_us”等文件。我们并没有在”test” cgroup目录下创建这些文件,从何而来?正是sys_mkdir-> SyS_mkdirat-> vfs_mkdir-> cgroup_mkdir-> cgroup_create-> cgroup_populate_dir()中创建的,下一节讲解。 2 cgruop目录下文件的创建与读写2.1 cgruop目录下文件的创建首先说明一下内核struct cftype表示一个cgroup文件。看下cgroup_populate_dir()函数的关键源码。 static int cgroup_populate_dir(struct cgroup *cgrp, bool base_files, ?????????????????? unsigned long subsys_mask) { ??? struct cgroup_subsys *ss; ??? //从struct cftype files[]全局结构体获取cgroup基本的文件cftype,比如"task"、"release_agent"等基本cgroup文件,然后在cgroup子系统的目录下创建这些基本文件*/ ??? if (base_files) { ??????? err = cgroup_addrm_files(cgrp, NULL, files, true); ??? } ?? /*cgrp->root指向根cgroupfs_root,这是遍历根cgroupfs_root的subsys_list链表上的cpu、memory、blkio等cgroup_subsys,再通过cgroup_subsys的成员sibling container_of找到cftype_set,再找到cftype_set的成员cfts指向的cftype。这个cftype是每个cgroup_subsys特有的cftype。上边的是创建cgroup基本文件,这里的cftype是cpu、memory、blkio特有的cgroup文件。*/ ??? for_each_subsys(cgrp->root, ss) { ??????? struct cftype_set *set; ??????? /*这是限定只有与subsys_mask指定的cgroup子系统匹配才能执行下边的cgroup_addrm_files()创建特定cgroup子系统的cgroup文件。比如在cpu cgroup目录下创建cgroup文件,该if只有是ss是cpu的cgroup_subsys才不成立*/ ??????? if (!test_bit(ss->subsys_id, &subsys_mask)) ??????????? continue; ??????? ??????? /*遍历cgroup_subsys该cgroup子系统cftsets链表上的cftype_set,再通过cftype_set的cfts找到cgroup子系统特有的struct cftype[],创建cftype指定的该cgroup子系统特有的cgroup文件。cgroup子系统特有的struct cftype[]有哪些呢?如struct cftype cpu_files[],struct cftype blkcg_files[],struct cftype throtl_files[].更详细见struct cftype结构体描述。*/ ??????? list_for_each_entry(set, &ss->cftsets, node) ??????????? cgroup_addrm_files(cgrp, ss, set->cfts, true); ??? } } static int cgroup_addrm_files(struct cgroup *cgrp, struct cgroup_subsys *subsys, ????????????????? struct cftype cfts[], bool is_add) { ??? struct cftype *cft; ??? //依次取出struct cftype files定义的文件 ??? for (cft = cfts; cft->name[0] != '\0'; cft++) { ??????? //cft指向struct cftype files[]定义的每个基本文件结构。以cft指向成员内容,创建cgroup下的文件,常见的"tasks"等等, ??????? cgroup_add_file(cgrp, subsys, cft); ??? } } //以cft指向成员内容,创建cgroup下的文件,常见的"tasks"等等 static int cgroup_add_file(struct cgroup *cgrp, struct cgroup_subsys *subsys, ?????????????? struct cftype *cft)//创建cgroup基本文件时,cft指向struct cftype files[]定义的每个基本文件结构 { ??? //cgroup子系统父目录的dentry,下边就是在这个dentry下创建cgroup子文件"tasks"等等 ??? struct dentry *dir = cgrp->dentry; ??? struct cgroup *parent = __d_cgrp(dir); ??? struct dentry *dentry; ??? struct cfent *cfe; ??? ??? //文件名字,比如"tasks" ??? strcat(name, cft->name); ??? //分配cfe,cfe代表了一个cgroup目录下的的cgroup文件 ??? cfe = kzalloc(sizeof(*cfe), GFP_KERNEL); ??? //在父目录base下,查找或者创建name指定的文件dentry ??? dentry = lookup_one_len(name, dir, strlen(name)); ??? //cfe保存这个cgroup文件的基本信息 ??? cfe->type = (void *)cft; ??? cfe->dentry = dentry; ??? dentry->d_fsdata = cfe; ??? //分配文件的inode,建立inode和dentry联系,成功返回0 ??? error = cgroup_create_file(dentry, mode | S_IFREG, cgrp->root->sb); ??? //把新分配的cfe添加到cgroup父目录的struct cgroup的files链表 ??? list_add_tail(&cfe->node, &parent->files); } 一下又冒出了几个结构体struct cftype、struct cfent。struct cftype包含原始的cgroup文件信息,它来自两部分。一部分是cgroup基本文件,如”tasks”、” notify_on_release”等等,cpu、blkio、memory等cgroup子系统都有。这些文件信息定义在kernel/cgroup.c文件的struct cftype files[]这个结构体数组,如下所示: // cgroup子系统base控制文件结构struct cftype files[] static struct cftype files[] = { //这个是 cgroup子系统的基本文件 ??? { ??????? .name = "tasks", ??????? .open = cgroup_tasks_open, ??????? .write_u64 = cgroup_tasks_write,//绑定每个进程 ??????? .release = cgroup_pidlist_release, ??????? .mode = S_IRUGO | S_IWUSR, ??? }, ??? { ??????? .name = CGROUP_FILE_GENERIC_PREFIX "procs", ??????? .open = cgroup_procs_open, ??????? .write_u64 = cgroup_procs_write, ??????? .release = cgroup_pidlist_release, ??????? .mode = S_IRUGO | S_IWUSR, ??? }, ??? { ??????? .name = "notify_on_release", ??????? .read_u64 = cgroup_read_notify_on_release, ??????? .write_u64 = cgroup_write_notify_on_release, ??? }, ??? ............. }; 但是每个cgroup子系统也有特有的cgroup控制文件,如cpu 子系统的” cpu.cfs_period_us”、” cpu.cfs_quota_us”等cgroup文件,memory子系统的” memory.limit_in_bytes”、” memory.usage_in_bytes”等cgroup文件,blkio子系统的” blkio.throttle.read_iops_device”、” blkio.throttle.write_iops_device”等cgroup文件。我们看下cpu cgroup子系统特有的控制文件结构体,如下: static struct cftype cpu_files[] = { ??? { ??????? .name = "cfs_quota_us",//cfs进程运行时间配额 ??????? .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64, ??????? .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64, ??? }, ??? { ??????? .name = "cfs_period_us",//cfs进程运行周期 ??????? .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64, ??????? .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64, ??? }, ??? { ??????? .name = "stat", ??????? .read_map = cpu_stats_show, ??? } } blkio cgroup子系统独有的控制文件结构体数组struct cftype throtl_files[] static struct cftype throtl_files[] = { ??? .......... ??? { ??????? .name = "throttle.read_iops_device", ??????? .private = offsetof(struct throtl_grp, iops[READ]), ??????? .read_seq_string = tg_print_conf_uint, ??????? .write_string = tg_set_conf_uint, ??????? .max_write_len = 256, ??? }, ??? { ??????? .name = "throttle.write_iops_device", ??????? .private = offsetof(struct throtl_grp, iops[WRITE]), ??????? .read_seq_string = tg_print_conf_uint, ??????? .write_string = tg_set_conf_uint, ??????? .max_write_len = 256, ??? }, ??? .......... } memory cgroup子系统控制文件结构体数组struct cftype mem_cgroup_files [] static struct cftype mem_cgroup_files[] = { ??? { ??????? .name = "usage_in_bytes", ??????? .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE), ??????? .read = mem_cgroup_read, ??????? .register_event = mem_cgroup_usage_register_event, ??????? .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event, ??? }, ??? { ??????? .name = "max_usage_in_bytes", ??????? .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE), ??????? .trigger = mem_cgroup_reset, ????? ??.read = mem_cgroup_read, ??? }, ??? { ??????? .name = "limit_in_bytes",//设置进程内存使用 ??????? .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT), ??????? .write_string = mem_cgroup_write, ??????? .read = mem_cgroup_read, ??? }, ??? ......... } 以上提到的这些cgroup文件结构体struct cftype是怎么添加到系统的呢?又是怎么被使用而最终在cgroup目录创建这些文件呢?我们一一道来: struct cftype主要有3类
接着
struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = { ??? .name?????? = "cpu", ??? .css_alloc? = cpu_cgroup_css_alloc, ??? .css_free? ?= cpu_cgroup_css_free, ??? .css_online = cpu_cgroup_css_online, ??? .css_offline??? = cpu_cgroup_css_offline, ??? .can_attach = cpu_cgroup_can_attach, ??? .attach???? = cpu_cgroup_attach, ??? .exit?????? = cpu_cgroup_exit, ??? .subsys_id? = cpu_cgroup_subsys_id, ??? .base_cftypes?? = cpu_files, ??? .early_init = 1, }; cpu cgroup子系统struct cgroup_subsys的base_cftypes成员指向的struct cftype cpu_files[]是怎么添加到cgroup相关的数据结构呢?这是在cgroup子系统模块初始化cgroup_init->cgroup_init_subsys()->cgroup_init_cftsets,源码如下: int __init cgroup_init(void) { ??? for (i = 0; i < CGROUP_SUBSYS_COUNT; i++) { ? ??????//从subsys[]按照cgroup子系统编号依次取出 cpuset_subsys 、 blkio_subsys等这些cgroup子系统结构体struct cgroup_subsys ??????? struct cgroup_subsys *ss = subsys[i]; ??????? cgroup_init_subsys(ss);//cpu、mem、cgroup等cgroup_subsys结构初始化赋值 ??? } } static void __init cgroup_init_subsys(struct cgroup_subsys *ss) { ??? cgroup_init_cftsets(ss);//初始化cpu、memcory、block 的cgroup文件 ??? list_add(&ss->sibling, &rootnode.subsys_list);//cgroup_subsys添加到subsys_list链表 ??? ss->root = &rootnode;//cgroup_subsys->root 指向rootnode ??? ??? css = ss->css_alloc(dummytop);//分配顶层cgroup的struct cgroup_subsys_state ?? ?init_cgroup_css(css, ss, dummytop);//初始化顶层cgorup的struct cgroup_subsys_state } static void __init_or_module cgroup_init_cftsets(struct cgroup_subsys *ss) { ??? INIT_LIST_HEAD(&ss->cftsets); ??? if (ss->base_cftypes) { ??????? //cgroup_subsys的cftype_set的cfts指向cgroup子系统cgroup_subsys的成员base_cftypes指向的struct cftype数组 ??????? ss->base_cftset.cfts = ss->base_cftypes; ??????? //把cgroup子系统struct cgroup_subsys的成员base_cftypes指向的struct cftype数组添加到cgroup子系统struct cgroup_subsys的cftsets链表 ??????? list_add_tail(&ss->base_cftset.node, &ss->cftsets); ??? } } 除了cpu的struct cftype cpu_files[]数组,memory子系统的struct cftype mem_cgroup_files[]数组,blkio子系统的struct cftype blkcg_files[]数组,都是以这种形式添加到各个cgroup子系统struct cgroup_subsys的cftsets链表。 这些cgroup文件的创建在:cgroup_create->cgroup_populate_dir->cgroup_addrm_files(cgrp, ss, set->cfts, true)( for_each_subsys(cgrp->root, ss)那个分支)
int blkcg_policy_register(struct blkcg_policy *pol) { ??? //这个pol->cftypes就是blkio 流控的cftype数组struct cftype throtl_files[] ??? if (pol->cftypes)//把blkio流控的cftype数组struct cftype throtl_files[]添加到blkio cgorup子系统struct blkio_subsys的cftsets链表 ??????? WARN_ON(cgroup_add_cftypes(&blkio_subsys, pol->cftypes) } //把cgroup子系统特有的cgroup控制文件cftype数组添加到cgorup子系统struct cgroup_subsys的cftsets链表 int cgroup_add_cftypes(struct cgroup_subsys *ss, struct cftype *cfts) { ??? struct cftype_set *set; ??? //分配cftype_set ??? set = kzalloc(sizeof(*set), GFP_KERNEL); ??? if (!set) ??????? return -ENOMEM; ??? cgroup_cfts_prepare(); ??? //cftype_set的cfts指向cftype数组 ??? set->cfts = cfts; ??? //cftype_set靠其node成员添加到cgroup_subsys的cftsets链表 ??? list_add_tail(&set->node, &ss->cftsets); ??? cgroup_cfts_commit(ss, cfts, true); ??? return 0; } ? ? 这些cgroup文件的创建也是在cgroup_create->cgroup_populate_dir->cgroup_addrm_files(cgrp, ss, set->cfts, true)(for_each_subsys(cgrp->root, ss)那个分支)。 ? ? 对于第2、3点,需要特别说明,cgroup_populate_dir()函数for_each_subsys(cgrp->root, ss)那个分支,是遍历该cgroup子系统struct cgroup_subsys的成员cftsets链表上的cftype_set,再通过cftype_set的成员cfts找到cgroup子系统特有的struct cftype[]结构体数组。然后根据这个数组创建指定的cgroup文件。这些cgroup子系统特有的控制文件cftype数组前文已经介绍过怎么添加到cgroup_subsys该cgroup子系统cftsets链表上。 ? ??需要说明,struct cftype_set存在的意义就是为了把每个cgroup子系统特有的cgroup文件数组struct cftype[]添加到cgroup子系统struct cgroup_subsys的成员cftsets链表上。为什么要这样呢?因为每个cgroup子系统可能有多个特有的struct cftype[]数组,比如blkio cgroup子系统的struct cftype blkcg_files[]和 struct cftype throtl_files[],每来一个struct cftype[]数组都添加到struct cgroup_subsys的成员cftsets链表上即可。struct cftype_set的成员struct cftype *cfts成员指向具体的struct cftype[]数组。下图更详细的描述了cgroup控制文件cftype错综复杂的关系。
3.2 cgruop目录下文件的读写?? 前一节讲解了cgroup目录和文件的创建过程,那这些文件的读写是怎么进行的呢?比如前文介绍的这些命令 [root@localhost cpu]# mkdir test [root@localhost test]# cat cpu.cfs_quota_us -1 [root@localhost test]# cat cpu.cfs_period_us 100000 [root@localhost test]# echo 50000 > cpu.cfs_quota_us cpu.cfs_quota_us这个文件是怎么读写的? static struct cftype cpu_files[] = { ??? { ??????? .name = "cfs_quota_us",//cfs进程配额 ??????? .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64, ? ??????.write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64, ??? }, ??? { ??????? .name = "cfs_period_us",//cfs进程运行周期 ??????? .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64, ??????? .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64, ??? }, } echo 10000 > cpu.cfs_period_us的内核过程是sys_write()->vfs_write()->cgroup_file_write()-> cpu_cfs_period_write_u64()。可以发现先由vfs层调到cgroup文件系统的cgroup_file_write()函数, static ssize_t cgroup_file_write(struct file *file, const char __user *buf, ??????????????????????? size_t nbytes, loff_t *ppos) { ??? //通过文件dentry得到struct cfent,再由struct cfent的type得到文件的struct cftype。struct cftype包含了该cgroup文件的读写控制函数,如echo设置进程运行时间要调用的write函数 ??? struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry); ??? //通过父目录的dentry获取父目录对应的struct cgroup结构体,这个struct cgroup就代表了这个目录 ??? struct cgroup *cgrp = __d_cgrp(file->f_dentry->d_parent); ??? //根据情况调用struct cftype *cft的write函数。echo 50000 > cpu.cfs_quota_us设置进程运行时间配额最终调用的write函数是 cpu_cfs_quota_write_s64() ??? if (cft->write) ??????? return cft->write(cgrp, cft, file, buf, nbytes, ppos); ??? if (cft->write_u64 || cft->write_s64) ??????? return cgroup_write_X64(cgrp, cft, file, buf, nbytes, ppos); ??? if (cft->write_string) ??????? return cgroup_write_string(cgrp, cft, file, buf, nbytes, ppos); ??? ...... } ?? cpu_cfs_quota_write_s64函数源码如下: static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype, ??????????????? s64 cfs_quota_us) { ??? return tg_set_cfs_quota(cgroup_tg(cgrp), cfs_quota_us); } //设置进程组struct task_group的运行时间配额 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us) { ??? u64 quota, period; ??? //进程组的运行时间 ??? period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period); ??? if (cfs_quota_us < 0) ??????? quota = RUNTIME_INF; ??? else ??????? quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC; ??? return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota); } static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota) { ??? struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth; ??? //进程组的运行周期和时间配额设置到进程组的struct task_group的cfs_bandwidth ??? cfs_b->period = ns_to_ktime(period); ??? cfs_b->quota = quota; } ? ? 可以发现,根据传入的struct cgroup结构,找到进程绑定cpu cgroup 子系统实际的struct task_group控制结构,struct ?task_group保存了进程运行的时间周期、时间配额等数据。在进程调度时,如果进程运行的时间超出了struct ?task_group配置的时间配额,就被迫让出CPU使用权,内核选择新的进程运行。 ? ? 每个cgroup子系统都有自己的控制结构,实现特定的功能限制。比如,进程绑定到memory cgorup子系统,对应struct mem_cgroup控制结构,保存了进程的内存分配上限,当进程分配的内存超出限制,内核会oom kill该进程;如果进程绑定到了blkio cgroup子系统,对应struct blkcg控制结构,用于限制进程的内核block层的IOPS。 ? ?cat cpu.cfs_period_us读取的内核过程是:sys_read()->vfs_read()->cgroup_file_read()->cpu_cfs_period_read_u64(), 源码不再列了。 3 进程绑定到cgroup及css_set详解?3.1 css_set与各个数据结构的关系比如前文介绍的执行如下命令,将进程1绑定到cpu cgroup子系统,之后进程1的CPU使用率被限制最大50%。 [root@localhost cpu]# mkdir test//创建cgroup目录 [root@localhost test]# cat cpu.cfs_quota_us -1 [root@localhost test]# cat cpu.cfs_period_us 100000 [root@localhost test]# echo 50000 > cpu.cfs_quota_us [root@localhost test]# echo 进程1的ID > tasks
? ? 再啰嗦一点,centos 7.6系统,每个进程默认都绑定了每个cgroup子系统的顶层目录cgroup。什么意思?举个例子,如下: [root@localhost cgroup]# sleep 999999& [1] 64056 //新创建的进程PID是64056 [root@localhost cgroup]# cat cpu/tasks | grep 64056 64056 [root@localhost cgroup]# cat memory/tasks | grep 64056?? 64056 [root@localhost cgroup]# cat blkio/tasks | grep 64056????? 64056 ? ? 所以,当我们再执行“echo 64056 > cpu/test/tasks”把进程绑定“test”这个新的cgroup目录时,只是从cpu cgroup顶层目录转移到“test”这个cgroup目录而已。 ? ? 既然每个进程都绑定了一个默认的cgroup子系统的某个层级的cgroup目录,并且每个进程可以绑定到每个cgroup子系统的每个cgroup目录。比如你可以创建N个进程都绑定到cpu cgroup“test”目录,也可以保持默认的cgroup绑定关系。当系统又上万个进程,每个进程按照自己的需求,随意绑定到cpu、memory、blkio等cgorup子系统任一个目录,这错综复杂的关系该怎么描述呢?准确说,怎么建立进程、进程绑定的所有cgroup子系统的cgroup目录的关系呢?这里引入了一个新的数据结构,struct css_set。为了理解方便,这里把前文截图有关css_set结构关系图单独贴下: 首先,进程唯一的struct task_struct结构,这个没啥说的;代表cgroup子系统的某层cgroup目录的struct cgroup结构;剩下的是两个中间牵线搭桥结构struct cg_cgroup_link和struct css_set。
? ? 显然通过这些链接关系,任一个进程,知道了struct task_struct,就可以直到它都绑定了哪些cgroup子系统的哪些cgroup目录(准确说是知道了struct cgroup结构);同理,知道了一个cgroup目录的struct? cgroup结构,就可以找到都哪些进程(准确说是知道了struct ?task_struct结构)绑定到了这个cgroup目录。 ? ? ?显然,struct task_struct可以通过struct cg_cgroup_link和struct css_set找到struct cgroup。反过来struct? cgroup也可以通过struct cg_cgroup_link和struct css_set找到struct task_struct。这些错综复杂的关系是怎么建立的呢?是在进程” echo 64056 > cpu/test/tasks”绑定到cgroup目录完成的,内核过程是:sys_write->vfs_write->cgroup_file_write->cgroup_tasks_write->attach_task_by_pid->cgroup_attach_task,重点正是在cgroup_attach_task函数。 3.2 ?cgroup_attach_task函数讲解?先把重点源码列下 //进程绑定到cgroup,一个进程可以绑定多个cgroup,比如cpu、memcory、blkio static int cgroup_attach_task(struct cgroup *cgrp, struct task_struct *tsk, ????????????????? bool threadgroup) { ??? int retval, i, group_size; ??? struct cgroup_subsys *ss, *failed_ss = NULL; ??? struct cgroupfs_root *root = cgrp->root;//代表cgroup子系统对应的文件系统 ??? struct task_struct *leader = tsk; ??? struct task_and_cgroup *tc; ??? struct flex_array *group; ??? struct cgroup_taskset tset = { }; ??? ??? /*分配struct flex_array,顺带着分配内存,下边执行flex_array_put()向group指向的struct flex_array填充数据,然后在下边通过flex_array_get()从group指向的struct flex_array取出数据*/ ??? group = flex_array_alloc(sizeof(*tc), group_size, GFP_KERNEL); ??? retval = flex_array_prealloc(group, 0, group_size, GFP_KERNEL); ??? do { ??????? struct task_and_cgroup ent; ??????? //ent.task保存待绑定进程的task_struct结构 ??????? ent.task = tsk; ??????? /*找到要绑定的进程task_struct的struct css_set,依次找到css_set的cg_links链表上挂着的struct cg_cgroup_link,看哪个struct cg_cgroup_link对应的struct cgroup与本次绑定的struct cgroup属于同一个cgroup子系统。函数返回的就是从cg_cgroup_link找到的struct cgroup,其实就是找到返回该进程之前绑定的struct cgroup吧*/ ??????? ent.cgrp = task_cgroup_from_root(tsk, root); ??????? /*把struct task_and_cgroup ent保存到group指向的struct flex_array,ent包含了本次待绑定的进程task_struct和该进程之前绑定的struct cgroup*/ ??????? retval = flex_array_put(group, i, &ent, GFP_ATOMIC); ??? }while_each_thread(leader, tsk); ??? ??? /*tset.tc_array指向新分配的struct flex_array *group,group指向struct flex_array,flex_array里保存了struct task_and_cgroup ent,ent包含了本次待绑定的进程task_struct和该进程之前绑定的struct cgroup*/ ??? tset.tc_array = group; ??? tset.tc_array_len = group_size;//group_size是本次要绑定进程的线程数 ??? ??? //group_size是本次要绑定进程的线程数,这是对本次绑定进程的每个线程依次处理 ??? for (i = 0; i < group_size; i++) { ??????? /*从group指向的struct flex_array,找到并返回前边保存的struct task_and_cgroup给tc。之后tc包含了本次待绑定的进程/线程的task_struct和该进程/线程之前绑定的struct cgroup。说准确点,tc->cgrp是该进程/线程之前绑定的struct cgroup,tc->task是本次要绑定的进程/线程task结构*/ ??????? tc = flex_array_get(group, i); ??????? /*找到已经存在的struct css_set直接返回。否则,分配新的struct css_set *res和struct cg_cgroup_link。然后建立新分配的struct css_set *res、新分配的struct cg_cgroup_link、tc->task->cgroups链表上原有的struct cgroup或者本次要建立绑定的struct cgroup *cgrp,三者相互的联系。就是struct css_set、struct cg_cgroup_link、struct cgroup三者关系的建立*/ ??????? tc->cg = find_css_set(tc->task->cgroups, cgrp); ??? } ??? ??? for (i = 0; i < group_size; i++) { ??????? /*从group指向的struct flex_array,找到并返回前边保存的struct task_and_cgroup给tc。tc->cgrp是该进程之前绑定的struct cgroup,tc->task是本次要绑定的进程task结构,tc->cg是本次绑定操作新分配的struct css_set*/ ??????? tc = flex_array_get(group, i); ??????? /*前边建立了struct css_set、struct cg_cgroup_link、struct cgroup的关系,这是建立待绑定进程的struct task_struct结构与绑定的struct css_set的相互联系*/ ??????? cgroup_task_migrate(tc->cgrp, tc->task, tc->cg); ??? } ??? for_each_subsys(root, ss) { ??????? /*调用该cgroup子系统struct cgroup_subsys的atach函数,cpu 子系统时是cpu_cgroup_attach()。进程绑定了新的cpu cgroup时,要从之前cpu cgroup清理干净,然后设置进程在新的进程组的关系*/ ??????? if (ss->attach) ??????????? ss->attach(cgrp, &tset); ??? } } cgroup_attach_task函数的处理未免太过啰嗦,核心点只有几个
比较重要的是find_css_set()函数:找到已经存在的struct css_set直接返回。否则,分配新的struct css_set *res和root_count个struct cg_cgroup_link建立新分配的struct css_set *res、新分配的struct cg_cgroup_link、struct css_set *oldcg链表上原有的struct cgroup或者本次建立绑定的struct cgroup *cgrp,三者相互的联系。 static struct css_set *find_css_set( ??? struct css_set *oldcg, struct cgroup *cgrp) { ??? struct css_set *res; ??? struct cgroup_subsys_state *template[CGROUP_SUBSYS_COUNT];//template ??? ??? /*如果找到已经存在的struct css_set,我觉得struct css_set *oldcg是存在的,这是试图找到与本次绑定的struct cgroup *cgrp的匹配的struct css_set,新创建的应该都不会成立吧*/ ??? res = find_existing_css_set(oldcg, cgrp, template); ??? if (res) ??????? return res; ??? ??? //分配struct css_set ??? res = kmalloc(sizeof(*res), GFP_KERNEL); ??? //分配root_count(应该是12)个struct cg_cgroup_link并添加到struct list_head tmp_cg_links链表, ??? allocate_cg_links(root_count, &tmp_cg_links) < 0); ??? //把struct cgroup_subsys_state *template[CGROUP_SUBSYS_COUNT]里所有的cgroup_subsys_state指针都复制到res->subsys[]数组 ??? memcpy(res->subsys, template, sizeof(res->subsys)); ??? ??? /*遍历struct css_set *oldcg的cg_links链表上的已经存在的struct cg_cgroup_link, 找到其指向的struct cgroup(即link->cgrp),然后struct cgroup *c = link->cgrp,接着把tmp_cg_links链表上的struct cg_cgroup_link移动到struct cgroup c的css_sets链表和struct css_set res的cg_links链表,还令cg_cgroup_link的成员cg和cgrp分别指向struct css_set res和struct cgroup c*/ ??? list_for_each_entry(link, &oldcg->cg_links, cg_link_list) { ??????? struct cgroup *c = link->cgrp; ???? ??????? /*如果遍历到的老的css_set的cgroup与本次进程要绑定的cgorup属于同一个cgorup子系统,要替换成本次进程要绑定cgroup,即c = cgrp。然后下边建立本次进程要绑定cgroup和css_set的关系*/ ??????? if (c->root == cgrp->root) ??????????? c = cgrp; ??????? /*对tmp_cg_links上的cg_cgroup_link关键成员赋值,cg_cgroup_link的cg指向struct css_set res,cg_cgroup_link的cgrp指向struct cgroup c,后把cg_cgroup_link移动到struct cgroup的css_sets链表,把cg_cgroup_link添加到struct css_set res的cg_links链表。这样就建立了css_set、cgroup、cg_cgroup_link三者联系*/ ??????? link_css_set(&tmp_cg_links, res, c); ??? } ??? ??? //以struct css_set *res所有struct cgroup_subsys_state *css[]所有的cgroup子系统cgroup_subsys_state指针累加值作为hash key ??? key = css_set_hash(res->subsys); ??? /*通过struct css_set *res的成员hlist把css_set添加到css_set_table这个hash树,key是css_set的struct cgroup_subsys_state *css[]所有cgroup_subsys_state指针累加值*/ ??? hash_add(css_set_table, &res->hlist, key); } 里边重点执行的是find_existing_css_set函数, static struct css_set *find_existing_css_set( ??? struct css_set *oldcg, ??? struct cgroup *cgrp, ??? struct cgroup_subsys_state *template[])//template[]在这里 { ??? int i; ??? struct cgroupfs_root *root = cgrp->root; ??? struct css_set *cg; ??? unsigned long key; ??? /*for循环次数等于cgroup子系统个数(12个)。每次循环取出一个cgroup子系统的cgroup_subsys_state赋值于template[]。大部分都是从oldcg->subsys[i]取cgroup_subsys_state赋于template[i]。只有if (root->subsys_mask & (1UL << i))成立,说明本次循环遍历到了本次进程要绑定的struct cgroup *cgrp对应的cgroup子系统,则从cgrp->subsys[i]取出cgroup_subsys_state赋于template[i]*/ ??? for (i = 0; i < CGROUP_SUBSYS_COUNT; i++) { ??????? /*这轮循环是本次进程要绑定的struct cgroup *cgrp对应的cgroup子系统,从本次进程要绑定的cgroup获取对应的cgroup_subsys_state ??????? if (root->subsys_mask & (1UL << i)) { ??????????? template[i] = cgrp->subsys[i]; ??????? } else { ???????????? //从old cgroup获取对应的cgroup_subsys_state ??????????? template[i] = oldcg->subsys[i]; ??????? } ??? } ??? /*hash key是template[]里所有的cgroup_subsys_state指针。此时template[]里的cgroup_subsys_state结合了老的oldcg和新的cgrp这两个cgroup的struct cgroup->subsys[]里所有的cgroup_subsys_state*/ ??? key = css_set_hash(template); ??? //遍历所有的css_set_table hash链表上的css_set, ??? hash_for_each_possible(css_set_table, cg, hlist, key) { ??????? if (!compare_css_sets(cg, oldcg, cgrp, template)) ?????????? ?continue; ??????? return cg; ??? } ??? return NULL; } find_existing_css_set()是结合进程之前绑定的oldcg和本次绑定的cgroup目录cgrp,在css_set_table链表找到一个匹配的css_set,找到则返回css_set,否则返回NULL。查找规则是什么呢?我们把find_existing_css_set函数拆解成3步分详细说说。
compare_css_sets函数源码如下: static bool compare_css_sets(struct css_set *cg, ???????????????? struct css_set *old_cg, ???????????????? struct cgroup *new_cgrp, ???????????????? struct cgroup_subsys_state *template[] { ??? //l1和l2指向css_set的 struct list_head cg_links ??? l1 = &cg->cg_links; ??? l2 = &old_cg->cg_links; ??? while (1) { ??????? struct cg_cgroup_link *cgl1, *cgl2; ??????? struct cgroup *cg1, *cg2; ??????? //l1 = l1->next赋值后,l1才指向struct cg_cgroup_link的cg_link_list成员,然后list_entry()再找到struct cg_cgroup_link。l2同理 ??????? l1 = l1->next;//下边list_entry()由l1指向的cg_link_list得到cg_cgroup_link ??????? l2 = l2->next;//下边list_entry()由l2指向的cg_link_list得到cg_cgroup_link ??????? BUG_ON(cg1->root != cg2->root); ??????? //由l1和l2指向的cg_link_list分别得到各自的cg_cgroup_link ??????? cgl1 = list_entry(l1, struct cg_cgroup_link, cg_link_list); ??????? cgl2 = list_entry(l2, struct cg_cgroup_link, cg_link_list); ??????? //再由cg_cgroup_link得到cgroup ??????? cg1 = cgl1->cgrp; ??????? cg2 = cgl2->cgrp; ??????? /*cg1->root == new_cgrp->root,说明本次循环遍历到的css_set_table链表上的css_set的cg_links链表上的cgroup和本次的new_cgrp属于同一个cgroup子系统.那就再看看这两个cgroup是否是cgroup目录(即if(cg1 != new_cgrp)),如果不是同一个cgroup,返回flase*/ ??????? if (cg1->root == new_cgrp->root) { ??????????? if (cg1 != new_cgrp) ??????????????? return false; ??????? } else { ??????? //其他情况,css_set_table链表上的css_set的cg_links链表上的cgroup和old_cg的cg_links链表上的cgroup不相等,直接返回false ??????????? if (cg1 != cg2) ??????????????? return false; ??????? } ??? } ??? return true; } ?? compare_css_sets()循环遍历struct css_set *cg和struct css_set *oldcg的cg_links链表上的cg_cgroup_link指向的cgroup,简单说就是css_set绑定的struct cgroup而已。然后结合本次进程要绑定的struct cgroup *cgrp,判断3者是否相等。具体规则是:每次循环,遍历到struct css_set *cg和struct css_set *oldcg上的cgroup如果不相等,直接返回false ; 如果本次循环从struct css_set *cg遍历到的cgroup与本次进程要绑定的struct cgroup *cgrp都属于同一个cgroup子系统(cgroup->cgroupfs_root相等),但是两个cgroup不相等,说明不是同一个cgroup目录,返回false。如果经过前边的判断全都不成立,则返回true。这说明struct css_set *cg就是本次进程要绑定的css_set。 ?? 每一个进程绑定的css_set的 cg_links链表上,一定有12个struct cg_cgroup_link,对应12个cgroup子系统的cgroup目录。这些12个cgroup子系统的cgroup目录是按照cgroup子系统的编号顺序排列在css_set的 cg_links链表上。compare_css_sets函数的for循环就是取出struct css_set *cg和struct css_set *old_cg这两个css_set的cg_links链表的struct cg_cgroup_link对应的cgorup目录结构的struct cgroup,由于cgroup是按照cgroup子系统编号顺序排列在css_set的 cg_links链表上,所以每轮循环从struct css_set *cg和struct css_set *old_cg取出的struct cgroup一定属于同一个cgroup子系统,所以BUG_ON(cg1->root != cg2->root)一定不成立。并且,这两个css_set肯定都只有12个cgroup,所以BUG_ON(l2 != &old_cg->cg_links)也不成立。但是每轮循环从struct css_set *cg和struct css_set *old_cg取出的struct cgroup cgroup目录结构不一定一样,因为对应的两个进程绑定的cgroup目录不一定一样,这样就匹配失败。 ? ? 是不是感觉css_set很复杂,我一次看的时候相当迷茫,其实这个问题从全局反而不容易陷入代码泥潭。 3.3 css_set更深层次的解释进程"echo 进程ID >cpu/tasks"绑定cgroup目录,执行函数cgroup_attach_task->find_css_set->find_existing_css_set->compare_css_sets(),如果找到匹配的css_set,直接把进程task_struct与css_set建立关系即可。如果找不到就要分配新的css_set、struct cg_cgroup_link,然后用进程之前绑定的old css_set的cg_links链表上的cg_cgroup_link对应的cgroup结构以及本次绑定的cgorup目录结构,建立3者的关系。最后,建立进程task_stuct与新的css_set的关系,步骤如下: 1? ? 首先是find_existing_css_set函数里,向css_set的subsys[i]数组保存cgroup_subsys_state:进程绑定cgroup目录时执行到cgroup_attach_task->find_css_set->find_existing_css_set()函数,该函数里执行template[i] = cgrp->subsys[i]。cgrp是本次进程要绑定的cgroup目录结构,i是本次进程要绑定的cgroup目录对应的cgroup子系统编号,cgrp->subsys[i]就是cgroup目录对应的cgroup_subsys_state。后边在find_css_set()里会把template[i]的所有cgroup_subsys_state复制到css_set的subsys[i]数组,下边有讲。所以css_set->subsys[]里的cgroup_subsys_state来自进程要绑定的cgroup目录对应的cgroup控制结构(比如cpu cgroup子系统的struct task_group)的cgroup_subsys_state成员。如果一个进程没有绑定cgroup目录,那对应css_set->subsys[i]里的cgroup_subsys_state都是从父进程继承的默认的cgroup_subsys_state。之后进程每绑定一个cgroup目录,就要把这个cgroup目录对应的cgroup控制结构(比如cpu cgroup子系统的struct task_group)的成员cgroup_subsys_state按照该cgroup子系统编号保存到css_set->subsys[i],i是cgroup子系统编号。 2? 如果在find_css_set->find_existing_css_set()中找到了进程要绑定css_set则直接返回该css_set,然后在cgroup_attach_task()将进程的task_struct结构绑定到返回的css_set即可(见2.6)。如果没有找到要绑定的css_set,则find_css_set->find_existing_css_set()返回NULL,这种情况很复杂,需要分配新的css_set。并且要把进程之前绑定的old css_set的成员cg_links链表上的cg_cgroup_link指向的所有cgroup结构迁移到新的css_set,说到底就是要把进程之前绑定的所有其他cgroup子系统的cgroup目录结构转移到新的css_set。这些是在find_css_set()函数后期执行的,步骤是:
css_set 的存在意义到底是什么? ???? css_set的存在就是为了记录进程绑定的所有的cgroup目录结构,一个进程可以绑定到cpu、blkio、memory等12个cgroup子系统。准确说,一个新创建的进程默认就绑定了12个cgroup子系统,对应1个struct css_set,12个struct cg_cgroup_link,12个struct cgroup,这12个struct cgroup按照他们的cgroup子系统编号顺序链入struct cg_cgroup_link,struct cg_cgroup_link再链入struct css_set的cg_links成员。所以说,css_set的cg_links的链表上的cg_cgroup_link对应的sturct cgroup,第一个的cgroup子系统编号是0,第2个cgroup子系统编号是1,其他类推。总之这些struct cgroup就是按照cgroup子系统编号排列的。 ? ? 之后进程1绑定cpu、blkio、memory等新的cgroup目录时(比如cpu/test/tasks),需要分配新一个css_set,12个struct cg_cgroup_link。然后把进程之前绑定old css_set的cg_links的链表上的cg_cgroup_link对应的sturct cgroup和本次进程要绑定的新cgroup目录的struct cgroup (碰到同一个cgroup子系统的struct cgroup,要踢掉old css_set的这个struct croup,而使用本次要绑定的新cgroup目录的struct cgroup),按照cgroup子系统编号依次转移到新分配的12个struct cg_cgroup_link上,这12个struct cg_cgroup_link再按照顺序链入新分配的css_set的cg_links链表。这个过程就对应find_css_set->find_existing_css_set()没有找到匹配css_set的情况。 ? ? ?然后再有创建的进程2,把它绑定也绑定到"cpu/test/tasks"。此时进程1和进程2绑定的cgroup子系统和cgroup目录完全一样,直接找到了上一次进程绑定"cpu/test/tasks"时分配css_set直接返回即可。这个过程就对应find_css_set->find_existing_css_set()找到匹配css_set的情况。 进程绑定的css_set有什么规律?
????? 为了能彻底的解释清楚,举个例子,重点来了。 进程1绑定"cpu/tasks"(cgroup目录是cgroup1)和"memory/tasks"(cgroup目录是cgroup2),绑定的css_set是css_set1。 进程2绑定"cpu/tasks"(cgroup目录是cgroup1)和"memory/test/tasks"(cgroup目录是cgroup3),绑定的css_set是css_set2。 css_set1->subsys[12]={... ,cgroup1对应的cgroup_subsys_state, ... ,cgroup2对应的cgroup_subsys_state,} css_set2->subsys[12]={... ,cgroup1对应的cgroup_subsys_state, ... , cgroup3对应的cgroup_subsys_state,} 这两个css_set都以css_set->subsys[]的cgroup_subsys_state指针为key加入到css_set_table链表。 继续,进程2改为绑定"memory/tasks",执行到cgroup_attach_task->find_css_set->find_existing_css_set()函数, ?????? for (i = 0; i < CGROUP_SUBSYS_COUNT; i++)中对template[i]赋值,赋值后是 template[12]={...,cgroup1对应的cgroup_subsys_state,...,cgroup2对应的cgroup_subsys_state,} 然后执行key = css_set_hash(template),以template[12]里边12个cgroup子系统的cgroup_subsys_state指针为key,在css_set_table链表找到css_set1。然后执行compare_css_sets(css_set1, css_set2, cgroup2, template)函数,进行匹配校验。主要匹配两点:
? ? ? 如果进程2改为绑定"memory/test2/tasks"(cgroup目录是cgroup5),执行到cgroup_attach_task->find_css_set->find_existing_css_set()函数,同样执行到for (i = 0; i < CGROUP_SUBSYS_COUNT; i++)中对template[i]赋值,赋值后是 template[i]={...,cgroup1对应的cgroup_subsys_state,...,cgroup5对应的cgroup_subsys_state,} ? ? ? 显然find_existing_css_set()中找不到匹配的css_set则返回NULL。然后回到find_css_set(),分配新的css_set3,分配12个struct cg_cgroup_link,再取出进程2之前绑定的css_set2的成员cg_links的链表上的cg_cgroup_link对应的struct cgroup(一共12个),依次把这12个struct cgroup按照cgroup子系统编号先加入cg_cgroup_link,再把cg_cgroup_link加入到css_set3的cg_links链表。 ? ? ? 添加过程如果碰到struct cgroup与进程2要绑定"memory/test2/tasks" (cgroup目录是cgroup5)一致,是要把cgroup5添加到cg_cgroup_link链表,再把cg_cgroup_link加入到css_set3的cg_links链表。这个过程在find_css_set()函数的如下代码完成 ?????? list_for_each_entry(link, &oldcg->cg_links, cg_link_list) ?????? {? ?????????? //如果遍历到的老的css_set的cgroup与本次进程要绑定的cgorup属于同一个cgorup子系统,要替换成本次进程要绑定cgroup,然后下边建立本次进程要绑定cgroup5、css_set3的关系 ?????????? if (c->root == cgrp->root) ?????????????? c = cgrp; ?????????? //设置进程task_struct结构与css_set的关系 ?????????? link_css_set(&tmp_cg_links, res, c); ?????? } ???? 最后回到cgroup_attach_task函数,执行cgroup_task_migrate()把进程2的task_struct绑定到css_set3,完工。 为了能讲解的更彻底,再用示意图列下 ? ? ?如图,进程1、进程2、进程3都绑定到了cpu子系统的/sys/fs/cgroup/cpu/test1目录和memory子系统的/sys/fs/cgroup/memory/test1目录,3者绑定的其他的cgroup子系统的cgroup目录都是默认的的根目录,总计12个cgroup子系统。3个进程绑定的css_set都是css_set1。正如前文所说,centos 7.6系统,每个新创建的进程默认都绑定到了12个cgroup子系统的根目录,之后进程绑定到某个新的cgroup目录,无非是从老的cgroup目录移动到新的,比如进程1默认绑定cpu子系统的/sys/fs/cgroup/cpu这个cgroup目录,现在绑定到了/sys/fs/cgroup/cpu/test1这个cgroup目录。 ? ?现在进程1改变cpu子系统的绑定目录,由” /sys/fs/cgroup/cpu/test1”改为” /sys/fs/cgroup/cpu/test2”,它绑定的css_set变为css_set2。进程2和进程3绑定的cgroup目录不变,二者绑定的css_set还是css_set1。前文也提过,一个进程绑定的cgroup目录只要有一个发生变化,它绑定的css_set就要变。 ? ? 两个进程绑定的cgroup子系统和cgroup目录只有完全一样,它们绑定的css_set才是同一个。struct css_set结构的成员struct cgroup_subsys_state *subsys[]保存的它对应的12个cgroup子系统的cgroup目录对应的具体控制结构(cpu子系统的是struct ?task_group)的成员struct cgroup_subsys_state css的地址。struct ?task_group、struct cgroup_subsys_state css、cgroup目录对应的struct cgroup ?三者一一对应,在创建目录时分配。所以说,css_set的struct cgroup_subsys_state *subsys[]保存的其实是每个cgroup目录的唯一信息,进程绑定的cgroup目录完全一样,绑定的css_set就是同一个。 ? ? ?css_set以其成员struct cgroup_subsys_state *subsys[]保存的所有cgroup_subsys_state指针累计为hash key,保存在css_set_table链表。一个进程绑定一个新的cgroup目录时,以绑定的cgroup目录对应的cgroup_subsys_state指针加上绑定的其他cgroup子系统cgroup目录对应的cgroup_subsys_state指针,在css_set_table链表查找匹配css_set。如果之前已经有进程绑定的cgroup目录与这个进程本次绑定的完全一致,则直接返回css_set即可,否则就要分配新的css_set。好了,感觉说的太啰嗦了,上边的示意图说明的比较充分。 参考 https://www.cnblogs.com/acool/p/6852250.html http://blog.chinaunix.net/uid-20543183-id-1930840.html https://www.cnblogs.com/lisperl/archive/2012/04/18/2455027.html |
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