DragonOS 多核负载均衡

什么是负载均衡

操作系统中CPU有多个核，（为了方便介绍，后续称为多个CPU），为了减少每个CPU之间的干扰，每个CPU上都有对应的运行队列。整个操作系统运行的过程中，可能存在有的CPU非常忙，有的CPU非常闲，因此需要有负载均衡来平衡各个CPU之间的负载。

将pcb从负载较重的CPU上转移到负载相对较轻的CPU上执行，这个过程就是负载均衡

常见负载均衡方法

负载均衡的发展历程如下：

1. 根据运行队列的长度作为当前的负载
2. 计算过去一段时间的运行的队列数量，加权作为负载

本文使用方法

根据过去一段时间的运行队列的活跃程度，以及对应进程的权重作为负载的主要参数

1. 设置一个load_list用来存放当前核上的pcb加入队列的时钟数
2. 计算每个核的过去一段时间的运行队列数量
   1. 在进行入队操作时，通过rdtsc()获取当前的时钟，并将当前时钟加入load_list
   2. 将队首元素中与当前时钟差距大于一个临界值的全部出队列
3. 获取CPU的的负载时，只需要获取对应的load_list的长度即可

1. 关于临界值的判断

假设load_list队首元素的值为a，当前时钟数为b，当前系统的CPU频率为2.5GHZ，那么(a-b)/2.5×10^9^即为两次入队操作经过的时间，假设我们的临界值为t，t的意义为统计过去t秒的CPU的负载情况，那么需要 (a-b)/2.5×10^9^>t 是临界情况。

由于操作系统内核不能做浮点运算，将其调整为 (a-b)>t×2.5×10^9^ 作为临界情况

2. 关于时钟数面临被重置导致b<a，经查阅发现rdtsc() 获取的时钟数占据了64位，假设在2.5GHZ的CPU上跑，需要跑两百多年才会归零，因此可以忽略此问题。

参考链接

使用rdtsc测量函数的执行时间 - 简书 (jianshu.com)

细说RDTSC的坑 – Dreamer Thinker Doer (wangkaixuan.tech)