关于嵌入式Linux系统进程调度

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1、关于嵌入式Linux系统进程调度时间:2009-05-1223:32来源:LinuxWebsite作者:尚观点击:294次摘要:本文结合源代码着重分析了Linux进程调度的依据、策略和调度程序schedule()。关键词:嵌入式Linux；进程调度；实时进程；调度策略。１前言处理机（CPU）是整个计算机系统的核　　摘要:本文结合源代码着重分析了Linux进程调度的依据、策略和调度程序schedule()。关键词:嵌入式Linux；进程调度；实时进程；调度策略。１　前言处理机（CPU）是整个计算机系统的核心资源，在多进程的操作系

2、统中，进程数往往多于处理机数，这将导致各进程互相争夺处理机。进程调度对系统功能的实现及各方面的性能都有着决定性的影响，其实质就是把处理机公平、合理、高效地分配给各个进程。调度是实现多任务并发执行的必要手段，不同的操作系统有着不同的调度目标。在传统的Unix类分时系统中，保证多个进程公平地使用系统资源，提供较好的响应时间是调度的主要目标；而在强实时操作系统中，总是优先级高的任务优先获得处理机的使用权。Linux具有内核稳定、功能强大、可裁减、低成本等特点，非常适合嵌入式应用。但是Linux内核本身并不具备强实时特性，且内核体积较

3、大，因此，想要把Linux用于嵌入式系统，必须对Linux进行实时化、嵌入式化。Linux结合实时进程和非实时进程（普通进程）自身的特点，综合了上述几种调度策略，实现了高效、灵活的进程调度。２　Linux进程调度分析2.1　Linux进程状态的描述Linux将进程状态描述为如下五种：TASK_RUNNING：可运行状态。处于该状态的进程可以被调度执行而成为当前进程。TASK_INTERRUPTIBLE：可中断的睡眠状态。处于该状态的进程在所需资源有效时被唤醒，也可以通过信号或定时中断唤醒。TASK_UNINTERRUPTIBL

4、E：不可中断的睡眠状态。处于该状态的进程仅当所需资源有效时被唤醒。TASK_ZOMBIE：僵尸状态。表示进程结束且已释放资源，但其task_struct仍未释放。TASK_STOPPED：暂停状态。处于该状态的进程通过其他进程的信号才能被唤醒。2　调度方式Linux中的每个进程都分配有一个相对独立的虚拟地址空间。该虚存空间分为两部分：用户空间包含了进程本身的代码和数据；内核空间包含了操作系统的代码和数据。Linux采用“有条件的可剥夺”调度方式。对于普通进程，当其时间片结束时，调度程序挑选出下一个处于TASK_RUNNING状

5、态的进程作为当前进程（自愿调度）。对于实时进程，若其优先级足够高，则会从当前的运行进程中抢占CPU成为新的当前进程（强制调度）。发生强制调度时，若进程在用户空间中运行，就会直接被剥夺CPU；若进程在内核空间中运行，即使迫切需要其放弃CPU，也仍要等到从它系统空间返回的前夕才被剥夺CPU。3调度策略3.1　三种调度策略(1)SCHED_OTHER。SCHED_OTHER是面向普通进程的时间片轮转策略。采用该策略时，系统为处于TASK_RUNNING状态的每个进程分配一个时间片。当时间片用完时，进程调度程序再选择下一个优先级相对较

6、高的进程，并授予CPU使用权。（２）SCHED_FIFO。SCHED_FIFO策略适用于对响应时间要求比较高，运行所需时间比较短的实时进程。采用该策略时，各实时进程按其进入可运行队列的顺序依次获得CPU。除了因等待某个事件主动放弃CPU，或者出现优先级更高的进程而剥夺其CPU之外，该进程将一直占用CPU运行。(3)SCHED_RR。SCHED_RR策略适用于对响应时间要求比较高，运行所需时间比较长的实时进程。采用该策略时，各实时进程按时间片轮流使用CPU。当一个运行进程的时间片用完后，进程调度程序停止其运行并将其置于可运行队列

7、的末尾。3.2　进程调度依据Linux只有一个可运行队列，处于TASK_RUNNING状态的实时进程和普通进程都加入到这个可运行队列中。Linux的进程调度采用了动态优先级和权值调控的方法，既可实现上述三种调度策略，又能保证实时进程总是比普通进程优先使用CPU。描述进程的数据结构task_struct中用以下几个数据作为调度依据：Structtask_struct{……volatilelongneed_resched;/*是否需要重新调度*/　　longcounter;/*进程当前还拥有的时间片*/longnice;/*普通进

8、程的动态优先级，来自UNIX系统*/unsignedlongpolicy;/*进程调度策略*/unsignedlongrt_priority;/*实时进程的优先级*/……}；counter的值是动态变化的，进程运行时，每一个时钟滴答后，其值减1。当counter值为0时，表示