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uClinux进程调度器的实现分析

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-06-07

  是针对控制领域的嵌入式Linux操作系统,它从Linux 2.0/2.4内核派生而来,沿袭了Linux的绝大部分特性,适合不具备内存管理单元(MMU)的微处理器或微控制器,现已经广泛应用于各种不同的微处理器平台上。因此,对作为支持多任务的操作系统,进程调度是其重要的组成部分,本文就uClinux的设计实现进行分析。重点讨论了uClinux的进程调度机制,主要包括调度方式、

  它们是调度程序运行时在所有可运行状态的进程中选择调度的依据。其中,policy是进程调度策略,用来区分实时进程和非实时进程;priority是进程(包括实时进程和非实时进程)的静态优先级;counter是进程剩余的时间片,它的起始值就是priority的值,另外 counter还以看作是进程的动态优先级,用于计算处于可运行状态的进程值得运行的程度goodness;rt_priority是实时进程特有的,用于实时进程间的选择。[1]

  其进程调度过程可简要概述如下:首先,uClinux根据policy从整体上区分实时进程和非实时进程,其中,实时进程先于非实时进程运行,对于同一类型的不同进程,采用不同的标准来选择,对于非实时进程,uClinux根据进程counter的大小采用动态优先调度;对于实时进程,uClinux采用先来先服务调度(FIFO)和时间片轮转调度(RR)两种调度方法。

  在uClinux操作系统中,进程的调度策略是由task_struct结构成员policy所选择的,它的值为下述三种之一,即SCHED_FIFO(先来先服务调度),SCHED_RR(时间片轮转调度)

  SCHED_FIFO遵循POSIX1.b标准的调度规则:CPU一直运行,直到有一个进程因I/O阻塞,或者主动释放CPU,或者是CPU被另一个更高rt_priority的实时进程抢占,进程只有当时间片用完时才能被迫释放CPU。

  SCHED_RR也遵循POSIX1.b标准的调度规则:与SCHED_FIFO类似,当进程的时间片用完后,调度程序就将其加到SCHED_RR 队列的末尾。对于该调度策略只要系统中有一个实时进程在运行,则任何SCHED_OTHER进程都不能在任何CPU上运行。一个进程从创建到任务完成后终止,可能需要经历多次反馈循环。

  SCHED_OTHER是传统的unix调度策略,适合于交互式的分时进程。这类非实时进程的优先权取决于两个因素:一个因素是进程剩余时间配额,如果进程用完了配给的时间,则相应优先权为0;如果进程未用完时间片,则剩余时间参与其动态优先级的计算。另一个因素是进程的优先数nice,即优先数越小,优先级越高。

  如果系统中有实时进程处于就绪状态,则非实时进程就不能被调度运行,直至所有实时进程都完成了,非实时进程才有机会占用CPU。

  通过分析进程调度器的源代码,可以发现uCLinux以五种方式转入到schedule()处理函数进行进程调度[2]。

  (1)进程状态转换时。当进程要调用sleep( )或pause( )等函数使进程状态发生改变时,这些函数会主动调用schedule()转入进程调度。

  (3)通过时钟中断。uClinux初始化时,设定系统定时器的周期为10ms。当时钟中断发生时,时钟中断服务程序timer_interrupt立即调用时钟处理函数do_timer( ),该函数会调用mark_bh,将bh_active标志的TIMER_BH置1,接着uClinux会在时钟中断服务程序中通过代码片段

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