为何创建带死循环的RT进程时我的RT Linux系统会出现冻结？

现象本质说明 #

你遇到的不是内核崩溃，是FULL PREEMPT模式下RT调度机制的正常行为导致的低优先级任务饥饿，表现为系统冻结。

具体原因分析 #

• RT-Preempt开启FULL PREEMPT后，SCHED_FIFO调度类的进程优先级高于所有普通CFS调度进程、以及大部分低优先级内核线程。只要该类进程不主动让出CPU（无睡眠、阻塞、系统调用调度点、被更高优先级RT进程抢占），内核会永久让它占用绑定的CPU核心，不会强制调度切走。
• 你的第一个测试用例中，子进程绑定了CPU1、设置了高优先级SCHED_FIFO策略，纯死循环没有任何让出CPU的逻辑，直接占满CPU1的所有运行时间，所有跑在CPU1上的普通系统服务、桌面进程等低优先级任务完全得不到调度，就会出现系统冻结的表象。
• 原生Ubuntu内核使用CFS公平调度，无论进程优先级高低，都会分配时间片，时间片用完后会强制调度切走，因此不会出现任务饿死、系统冻结的问题。

修改后恢复正常的原因 #

你调整后的死循环代码中添加了usleep(100)调用，该系统调用会让进程主动进入睡眠状态，让出CPU执行权，给低优先级任务留出了运行窗口，因此CPU占用率下降，系统不再出现冻结。

相关建议 #

• RT系统开发中，非独占CPU核心的高优先级RT进程禁止编写无任何调度点的纯死循环，否则必然导致绑定核心上的低优先级任务饿死。
• 如果业务需要独占某个CPU核心，可以通过内核启动参数isolcpus隔离对应核心，避免系统默认把普通进程调度到该核心上，从根源避免系统冻结。
• 可检查内核配置项CONFIG_RT_GROUP_SCHED是否开启，开启后可通过cgroup限制RT进程的CPU使用比例，避免占满整个核心。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者panda