什么是超线程？
超线程是英特尔所研发的一种技术，于2002年发布。超线程的英文是HT技术，全名为Hyper-Threading，中文又名超线程。超线程技术原先只应用于Xeon处理器中，当时称为Super-Threading。之后陆续应用在Pentium 4中，将技术主流化。早期代号为Jackson。
超线程工作原理是什么？
“超线程”是通过采用特殊的硬件指令，可以把两个逻辑内核模拟成两个物理超线程芯片，在单处理器中实现线程级的并行计算，同时在相应的软硬件的支持下大幅度的提高运行效能，从而实现在单处理器上模拟双处理器的效能。其实，从实质上说，超线程是一种可以将CPU内部暂时闲置处理资源充分“调动”起来的技术。
超线程感知调度优化算法
(1)共享运行队列
在对称多处理SMP(Symmetrical Multi-Processing)环境中，)调度器为每个CPU分配了一个运行队列，避免了多CPU共用一个运行队列带来的资源竞争。Linux会将超线程CPU中的两个逻辑CPU视为SMP的两个独立CPU，各维持一个运行队列。但是这两个逻辑CPU共享cache等资源，没有体现超线程CPU的特性。因此引入了共享运行队列的概念。HT-aware
scheduler patch在运行队列struct runqueue结构中增加了nr_cpu和cpu两个属性，nr_cpu记录物理CPU中的逻辑CPU数目，CPU则指向同属CPU(同一个物理CPU上的另一个逻辑CPU)的运行队列，在Linux中通过调用sched_map_runqueue(
)函数实现两个逻辑CPU的运行队列的合并。sched_map_runqueue( )首先会查询系统的CPU队列，通过phys_proc_id(记录逻辑CPU所属的物理CPU的ID)判断当前CPU的同属逻辑CPU。如果找到同属逻辑CPU，则将当前CPU运行队列的cpu属性指向同属逻辑CPU的运行队列。
(2)支持“被动的”负载均衡
用中断驱动的均衡操作必须针对各个物理CPU，而不是各个逻辑CPU。现有的调度程序不会将这种情形认为是“失衡的”。在调度程序看来，似乎是第一个物理处理器上的两个CPU运行1-1任务，而第二个物理处理器上的两个CPU运行0-0任务。
在2.6.0版之前，Linux只有通过load_balance(
)函数才能进行CPU之间负载均衡。当某个CPU负载过轻而另一个CPU负载较重时，系统会调用load_balance(
)函数从重载CPU上迁移线程到负载较轻的CPU上。只有系统最繁忙的CPU的负载超过当前CPU负载的25% 时才进行负载平衡。找到最繁忙的CPU(源CPU)之后，确定需要迁移的线程数为源CPU负载与本CPU负载之差的一半,然后按照从expired 队列到active 队列、从低优先级线程到高优先级线程的顺序进行迁移。
在超线程系统中进行负载均衡时，如果也是将逻辑CPU等同于SMP环境中的单个CPU进行调度，则可能会将线程迁移到同一个物理CPU的两个逻辑CPU上，从而导致物理CPU的负载过重。
在2.6.0版之后，Linux开始支持NUMA(Non-Uniform
Memory Access Architecture)体系结构。进行负载均衡时除了要考虑单个CPU的负载，还要考虑NUMA下各个节点的负载情况。
Linux的超线程调度借鉴NUMA的算法，将物理CPU当作NUMA中的一个节点，并且将物理CPU中的逻辑CPU映射到该节点，通过运行队列中的node_nr_running属性记录当前物理CPU的负载情况。
Linux通过balance_node( )函数进行物理CPU之间的负载均衡。物理CPU间的负载平衡作为rebalance_tick(
)函数中的一部分在load_balance( )之前启动，避免了出现一个物理CPU运行1-1任务，而第二个物理CPU运行0-0任务的情况。balance_node(
)函数首先调用find_
busiest_node( )找到系统中最繁忙的节点，然后在该节点和当前CPU组成的CPU集合中进行load_balance(
)，把最繁忙的物理CPU中的线程迁移到当前CPU上。之后rebalance_tick(
)函数再调用load_balance(工作集为当前的物理CPU中的所有逻辑CPU)进行逻辑CPU之间的负载均衡。
(3)支持“主动的”负载均衡
当一个逻辑CPU 变成空闲时，可能造成一个物理CPU的负载失衡。例如：系统中有两个物理CPU，一个物理CPU上运行一个任务并且刚刚结束，另一个物理CPU上正在运行两个任务，此时出现了一个物理CPU空闲而另一个物理CPU忙的现象。
Linux中通过active_load_balance( )函数进行主动的负载均衡，active_load_balance(
)函数用于在所有的逻辑CPU中查询该CPU的忙闲情况。如果发现由于超线程引起的负载不平衡(一个物理CPU的两个逻辑CPU都空闲，另一个物理CPU的两个逻辑CPU都在运行两个线程)，则唤醒一个需要迁移的线程，将它从一个忙的物理CPU迁移到一个空闲的物理CPU上。
active_load_balance( )通过调用cpu_rq( )函数得到每一个逻辑CPU上的运行队列。如果运行队列上的当前运行线程为idle线程，则说明当前逻辑CPU为空闲；如果发现一个物理CPU两个逻辑CPU都为空闲，而另一个物理CPU中的两个逻辑CPU的运行队列为繁忙的情况，则说明存在超线程引起的负载不均衡。这时当前CPU会唤醒迁移服务线程(migration_thread)来完成负载均衡的线程迁移。
(4)支持超线程感知的任务挑选
在超线程处理器中，由于cache资源为两个逻辑处理器共享，因此调度器在选取一个新任务时，必须确保同组的任务尽量共享一个物理CPU，从而减少cache失效的开销，提高系统的性能。而传统的调度器只是简单地为逻辑CPU选取一个任务，没有考虑物理CPU的影响。
嵌入式进行线程切换时会调用schedule( )函数进行具体的操作。如果没有找到合适的任务schedule()函数，则会调度idle线程在当前CPU上运行。在超线程环境中Linux调度idle线程运行之前会查询其同属CPU的忙闲状况。如果同属CPU上有等待运行的线程，则会调用一次load_balance(
)函数在两个同属CPU之间作一次负载均衡，将等待运行的线程迁移到当前CPU上，保证优先运行同属CPU上的任务。
(5)支持超线程感知的CPU唤醒
传统的调度器只知道当前CPU，而不知道同属的逻辑CPU。在超线程环境下，一个逻辑CPU正在执行任务时，其上的一个线程被唤醒了，此时，如果它的同属逻辑CPU是空闲的，则应该在同属逻辑CPU上运行刚刚唤醒的任务。
嵌入式通过wake_up_cpu( )函数实现CPU唤醒，在try_o_wakeup、pull_task、move_task_away加入了wake_up_cpu(
)函数的相应调用点。wake_up_cpu()首先查询当前CPU是不是空闲的，如果当前CPU为空闲，则调用resched_cpu(
)函数启动调度器，将唤醒的线程调度到当前CPU执行；否则查找其同属逻辑CPU。如果同属逻辑CPU是空闲的，则将唤醒的线程调度到同属逻辑CPU上执行；否则比较唤醒的线程和当前CPU上运行的线程的优先级。如果唤醒的线程的优先级高，或者优先级相等但是时间片多，则进行线程切换，在当前CPU上调度执行唤醒的线程。如果上述条件都不满足，最后比较唤醒的线程和当前CPU的同属逻辑CPU上运行的线程的优先级，如果唤醒的线程的优先级高，或者优先级相等但是时间片多，则在同属逻辑CPU上调度执行唤醒的线程。