Linux動(dòng)態(tài)調(diào)度算法的研究與改進(jìn).pdf

1、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是近年來研究的一個(gè)熱點(diǎn)，目前的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于國防、工業(yè)自動(dòng)控制、通信等領(lǐng)域，越來越多的應(yīng)用也對時(shí)間提出了更高的要求，這就需要有能夠滿足實(shí)時(shí)性的操作系統(tǒng)作為應(yīng)用的支撐。同時(shí)，隨著開源項(xiàng)目的興起，作為典型代表的Linux得到了迅速普及和發(fā)展，己成長為穩(wěn)定的、性能優(yōu)秀的操作系統(tǒng)。雖然Linux只是作為一個(gè)通用分時(shí)操作系統(tǒng)而開發(fā)的，但是出于Linux自身的特點(diǎn)，基于Linux開發(fā)一個(gè)開放的、標(biāo)準(zhǔn)的、高效廉價(jià)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是完

2、全可行的，如何增強(qiáng)Linux的實(shí)時(shí)性成為目前實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)研究的一個(gè)重點(diǎn)。 Linux家族中，2.6內(nèi)核自2003年底發(fā)布以來，己經(jīng)被大量測試和實(shí)際應(yīng)用證明其是一個(gè)高效穩(wěn)定的內(nèi)核。相比2.4內(nèi)核，2.6采用了一些新技術(shù)，例如，可搶占式內(nèi)核和O(1)調(diào)度算法等，使得系統(tǒng)實(shí)時(shí)性有了很大提高，盡管Linux 2.6仍然不是一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核，但是這些已有的優(yōu)秀的改進(jìn)以及其他相關(guān)的背景卻為Linux實(shí)時(shí)化工作提供很好的平臺，而在此基礎(chǔ)上進(jìn)行研究

3、和改進(jìn)也更加有可能進(jìn)一步提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。 在經(jīng)過對Linux2.6內(nèi)核仔細(xì)和深入的分析后，我們決定從Linux的調(diào)度系統(tǒng)著手，因?yàn)樾碌腛(1)調(diào)度算法使得進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間片的重新分配更及時(shí)，并且普通進(jìn)程的動(dòng)態(tài)優(yōu)先級的計(jì)算過程更簡單，計(jì)算時(shí)機(jī)更分散，調(diào)度時(shí)機(jī)更寬松，調(diào)度流程更簡單，所有這些改進(jìn)都很大程度上提高了調(diào)度器的實(shí)時(shí)性能。但是通過分析我們發(fā)現(xiàn)其在實(shí)時(shí)性方面仍然存在不足，就是實(shí)時(shí)進(jìn)程的動(dòng)態(tài)優(yōu)先級實(shí)際上是“靜態(tài)”的，一經(jīng)設(shè)定便不

4、再修改，這就大大影響了實(shí)時(shí)性能。因此在上述分析和研究的基礎(chǔ)上，本文將優(yōu)秀的動(dòng)態(tài)調(diào)度算法LLF引入Linux2.6內(nèi)核，將之與原系統(tǒng)的調(diào)度算法有效統(tǒng)一，實(shí)時(shí)進(jìn)程的動(dòng)態(tài)優(yōu)先級隨時(shí)間動(dòng)態(tài)改變，并在此基礎(chǔ)上修改了相關(guān)函數(shù)和調(diào)度流程，使得新系統(tǒng)可以具有更好的實(shí)時(shí)調(diào)度能力，以進(jìn)一步支持具有實(shí)時(shí)要求的應(yīng)用。 在內(nèi)核修改編譯后，我們在新內(nèi)核的基礎(chǔ)上進(jìn)行了相關(guān)測試并與修改前內(nèi)核進(jìn)行比較，結(jié)果證明修改后的內(nèi)核實(shí)時(shí)性能有了一定的提高，并且，相比較以往