Linux内核特点及移植

《Linux内核特点及移植》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第27卷第l期2008年3月成都大学学报(自然科学版)JournalofChengduUniversity(NaturalScienceEdition)、，b1．27N0．1Mar．2008文章编号：1004—5422(2008)01—0035—03Linux内核特点及移植杨勇(成都大学信息科学与技术学院，四川成都610106)摘要：着重介绍了Linux2．6内核的新特性及其在嵌入式应用中的优势，并将其移植到嵌入式平台中，成功支持H．264鳊解码多媒体系统．关键词：IjnⅡ；内核；嵌入式系统中图分类号：1P316文献标识码：AO引言嵌

2、入式操作系统在最近的10多年发展很快，其中Linux操作系统是一种性能优良、源码公开且被广泛应用的免费操作系统，由于其具有体积小、可裁减、运行速度高、良好的网络性能等优点，在嵌入式领域得到了广泛的应用．随着2．6内核的发布，Linux具有了更多的新特性，必将成为更优秀的嵌入式操作系统．1Linux内核特点实时可靠性是嵌入式应用较为普遍的要求，尽管Linux2．6并不是一个真正的实时操作系统，但其改进的特性能够满足响应需求．Linux2．6在内核主体中加入了提高中断性能和调度响应时间的改进。其中有3处最显著的改进：采用可抢占内核、更加有效的调度

3、算法以及同步性的提高．在企业服务器以及嵌入式系统应用领域，Linux2．6都是一个巨大的进步．在嵌入式领域，Linux2．6除了提高其实时性能，系统的移植更加方便外，还添加了新的体系结构和处理器类型——包括对没有硬件控制内存管理方案的MMU．1ess系统的支持，可以支持大容量内存模型、微控制器，同时还改善了I／O子系统，增添更多的多媒体应用功能．1．1可抢占内核一个内核任务可以被抢占，为的是让重要的用户应用程序可以继续运行．这样做最主要的优势是极大地增强系统的用户交互性．Linux2．6内核并不是真正的RT0s(RealTuneOperati

4、onSystem)，其在内核代码中插入了抢占点，允许调度程序中止当前进程而调用更高优先级的进程，通过对抢占点的测试避免不合理的系统调用延时．Linux2．6内核在一定程度上是可抢占的，比Linux2．4内核具备更好的响应性．但也不是所有的内核代码段都可以被抢占，可以锁定内核代码的关键部分，确保CPU的数据结构和状态始终受到保护而不被抢占．软件需要满足最终时间限制与虚拟内存请求页面调度之间是相互矛盾的．慢速的页错误处理将会破坏系统的实时响应性，而Linux2．6内核可以编译无虚拟内存系统避免这个问题，这是解决问题的关键，但要求软件设计有足够的内

5、存来保证任务的执行．1．2有效的调度程序2．6版本的Linux内核使用了由hgoMolnar开发的新的调度器算法，称为O(1)算法，它在高负载情况下执行得极其出色，并且当有很多处理器并行时也可以很好地扩展．过去的调度程序需要查找整个readytask队列，并且计算它们的重要性以决定下一步调用的task，需要的时间随task数量而改变．O(1)算法则不再每次扫描所有的任务，当task就绪时被放入一个活动队列中，调度程序每次从中调度适合的task，因而每次调度都是一个固定的时间．任务运行时分配一个时间片，当时间片结束，该任务将放弃处理器并根据其优

6、先级转到过期队列中．活动队列中任务全部调度结束后，两个收稿日期：2007—12—25．一作者简介：杨勇(1960一)，男，硕士，讲师，从事计算机应用与数据库研究．万方数据·36·成都大学学报(自然科学版)第27卷队列指针互换，过期队列成为当前队列，调度程序继续以简单的算法调度当前队列中的任务．这在多处理器的情况更能提高SMP的效率，平衡处理器的负载，避免进程在处理器间的跳跃．1．3同步原型与共享内存Linux内核用一个系统调用来决定一个线程阻塞或是继续执行来实现互斥，在线程继续执行时，这个费时的系统调用就没有必要了．Lint=2．6所支持的F

7、astUser-SpaceMutexes可以从用户空间检测是不是需要阻塞线程，只在需要时执行系统调用终止线程．它同样采用调度优先级来确定将要执行的进程．多处理器嵌入式系统各处理器之间需要共享内存，对称多处理技术对内存访问采用同等优先级，这在很大程度上限制了系统的可量测性和处理效率．Linux2．6则提供了新的管理方法——NI脱A(N葫UniformMemoryAccess)．NUMA根据处理器和内存的拓扑布局，在发生内存竞争时，给予不同处理器不同级别权限以解决内存抢占瓶颈，提高吞吐量．1．4POSIX线程及NFIL新的线程模型基于一个1：，1

8、的线程模型(一个内核线程对应一个用户线程)，包括内核对新的MⅢ．(NativePOSIXThreadingLibrary)的支持，这是对以前内核线程方法的明显改进．