SCHED_IDLE实际上是否阻止在非空闲核心上执行？

Question

我正在尝试使用SCHED_IDLE在没有优先级继承互斥体的情况下实现无限制优先级反转的非特权测试用例。该测试适用于SCHED_FIFO和不同的实时优先级（非PI互斥锁的死锁，立即使用PI互斥锁解决），但要将其包含在将在没有实时权限的情况下运行的测试集中，我想使用SCHED_IDLE代替，使用“中等“和”高“优先级线程都是SCHED_OTHER（在这种情况下，它不是真正的优先级”反转“，但这个概念应该仍然有用 - ”中等“应该阻止执行”低“的）。

不幸的是，测试无法区分PI和非PI互斥体;它以任何一种方式取得进展。显然，即使有另一个可运行的任务，SCHED_IDLE任务也在运行。已将CPU关联设置为将它们全部绑定到同一核心，以便低优先级任务无法迁移到另一个核心来运行。而且我知道SCHED_IDLE任务应该在内核空间中以提升的权限运行以防止内核空间优先级倒置，所以我尝试通过在用户空间中使其忙碌循环来确保“低”线程不进入内核空间，和strace没有表明它在不应该取得进展的过程中进行系统调用。

当核心实际上没有空闲时，Linux的SCHED_IDLE是否只允许空闲任务运行？或者还有什么我可能会失踪？

这是测试代码，略微调整，以便它可以在实时模式或SCHED_IDLE运行：

#define _GNU_SOURCE
#include <pthread.h>
#include <sched.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <semaphore.h>

sem_t sem;

void *start1(void *p)
{
    pthread_mutex_lock(p);
    sem_post(&sem);
    sem_post(&sem);
    usleep(100000);
    pthread_mutex_unlock(p);
    return 0;
}

void *start2(void *p)
{
    sem_wait(&sem);
    time_t t0 = time(0);
    while (pthread_mutex_trylock(p)) {
        if (time(0)>t0+5) return 0;
    }
    pthread_mutex_unlock(p);
    return 0;
}

void *start3(void *p)
{
    sem_wait(&sem);
    struct timespec ts;
    clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
    ts.tv_sec += 5;
    int r;
    if (r=pthread_mutex_timedlock(p, &ts)) {
        printf("failed: %d %s\n", r, strerror(r));
    } else {
        pthread_mutex_unlock(p);
    }
    return 0;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int policy = argc>1 ? SCHED_IDLE : SCHED_FIFO;
    int a = sched_get_priority_min(policy);
    pthread_attr_t attr;
    pthread_t t1,t2,t3;
    struct sched_param param = {0};

    cpu_set_t set = {0};
    CPU_ZERO(&set);
    CPU_SET(0, &set);
    pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof set, &set);

    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_attr_setinheritsched(&attr, PTHREAD_EXPLICIT_SCHED);
    pthread_attr_setschedpolicy(&attr, policy);

    pthread_mutexattr_t ma;
    pthread_mutexattr_init(&ma);
    pthread_mutexattr_setprotocol(&ma, PTHREAD_PRIO_INHERIT);
    pthread_mutexattr_settype(&ma, PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK);
    pthread_mutex_t mtx;
    pthread_mutex_init(&mtx, &ma);

    sem_init(&sem, 0, 0);

    param.sched_priority = a+1;
    pthread_attr_setschedparam(&attr, &param);
    if (pthread_create(&t2, policy==SCHED_IDLE ? 0 : &attr, start2, &mtx)) return 1;

    param.sched_priority = a+2;
    pthread_attr_setschedparam(&attr, &param);
    if (pthread_create(&t3, policy==SCHED_IDLE ? 0 : &attr, start3, &mtx)) return 1;

    param.sched_priority = a;
    pthread_attr_setschedparam(&attr, &param);
    if (pthread_create(&t1, &attr, start1, &mtx)) return 1;

    pthread_join(t1, 0);
    pthread_join(t2, 0);
    pthread_join(t3, 0);
    return 0;
}

Answer 1

当核心实际上没有空闲时，Linux的SCHED_IDLE是否只允许空闲任务运行？或者还有什么我可能会失踪？

这是对的。 SCHED_IDLE给予任务a very low but non-zero weighting - 比一个漂亮的19任务减少大约70％的CPU时间。