调研：如何基于Linux平台实现自主设计的调度器

1 针对Linux操作系统的调度器设计

如果能在linux操作系统上实现自主设计的调度算法，那么现在实时领域的研究或许还有意义吧。

基于linux操作系统，调整调度算法的方法大致分为两种：

小调：调整Linux内核提供的14个调度器参数。在Linux内核中，当前定义了五个调度策略：NORMAL(CFS)、FIFO、RR、BATCH、IDLE 。
- SCHED_NORMAL(CFS) 这是Linux内核的默认调度策略。CFS的目的是最大化整体CPU利用率，并为所有任务提供公平的CPU资源。
- SCHED_FIFO 这是一个固定优先级调度策略，每个任务以1到99的优先级值执行，并且是按高优先级顺序抢占并执行CPU的策略。
- SCHED_RR 这基本上与SCHED_FIFO的操作相同，但每个任务都有一个时间量子值，这是执行的最长时间。当时间量子过期时，任务以轮询方式切换到下一个任务。
- SCHED_BATCH 此策略适用于批处理作业。通过避免被其他任务抢占，我们可以运行一个任务更长时间，比其他策略更好地利用硬件缓存；但是，这对于交互式任务效果不佳。
- SCHED_IDLE 此策略以非交互方式运行，类似于SCHED_BATCH。但是，与SCHED_BATCH不同，当其他进程处于空闲状态时，可以执行SCHED_IDLE。

　　可以通过Linux提供的schedtool工具/sysctl命令更改这些策略的有关参数，如latency_ns, migration_cost_ns, rt_period_us, rt_runtime_us, cfs_bandwidth_slice_us等。

　　此外，还可以通过一些工具来将任务绑定到特定的CPU核心上执行。这通常被称为CPU亲和性或CPU绑定。在Linux系统上，你可以使用taskset命令来实现这一点。假设你有一个程序或任务的进程ID（PID），你可以使用taskset命令将其绑定到特定的CPU核心上。

　　另外，也可以使用编程语言中的相关库来实现CPU绑定，比如在Python中可以使用os.sched_setaffinity()函数。具体可以参考博客：https://blog.csdn.net/ethercat_i7/article/details/105717152

大调：如何部署实验室设计的调度算法到现有的应用程序和操作系统中，一些Google的工程师构建了一个名为ghOSt的框架，该框架可以实现不同的调度策略，并将它们部署到Linux内核中，以方便用户更容易地使用。

　　具体可参考文章：Humphries J T, Natu N, Chaugule A, et al. ghost: Fast & flexible user-space delegation of linux scheduling[C]//Proceedings of the ACM SIGOPS 28th Symposium on Operating Systems Principles. 2021: 588-604.

　　github开源代码：

　　ghOSt kernel code. https://github.com/google/ghost-kernel
　　ghOSt userspace code. https://github.com/google/ghost-userspace