UCOS-II 操作系统内核的改进.pdf

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1、Jun.2006,Volume3,No.6(SerialNo.19)通讯和计算机JournalofCommunicationandComputer,ISSN1548-7709,USAUC/OS-II操作系统内核的改进12成后发，杨春金（1,2武汉理工大学信息工程学院，武汉430063）摘要：UC/OS-II是一种针对嵌入式设计的实时多任务操作系统，采用基于优先级的占先式任务调度算法，虽然效率高但比较单调。在实现TCP/IP协议中，这种内核调度方法对Internet服务进程显得不适应。本文分析了UC/OS-II和Linux操作系统内核任务调度算法，在此基础上提出了一种改进UC/OS

2、-II内核的方法，使其更适合于在嵌入式中实现Internet服务。*关键词：UC/OS-II；任务调度；RTOS；TCP/IP；实时内核1.引言2.Linux内核任务调度算法分析UC/OS-II是源码开放的实时嵌入式操作系统，在Linux操作系统中，内核调度时机主要有以[2]其主要特点如下：源码开放，系统透明化，容易将下几种：操作系统移植到其他平台。①可移植性，源码大l进程状态转换时刻，进程中止、进程睡眠多数由ANSIC编写，底层与硬件相关由汇编编写，时；便于其移植到其它硬件平台。②可固化，只要开l可运行队列中增加一个进程时；发者有固化手段，就能嵌入到操作系统上。③可l当前进程的

3、时间片用完时（Current->剪裁，用户可以自定制所需要的系统服务。④占Counter=0）；先式，UC/OS-II采用的是占先式实时内核，意味着l进程从系统调用返回到用户状态时；UC/OS-II总是运行就绪条件下优先级最高的任务，l内核处理完中断后，进程返回到用户状态这种模式使得系统任务及响应时间得以优化。最高时。优先级任务一旦就绪，总能得到CPU控制权。如在Linux的每个进程控制块中有以下几项：果是一个中断得到一个优先级高的任务就绪，那么policy、priority、counter、rt_priority作为调度程序在中断程序完成时，优先级高的任务得以运行。⑤选择进程的

4、依据。其中policy是进程的调度策略，多任务，UC/OS-II可以运行64个任务，8个系统用来区分两种进程——实时和普通；priority是进程任务和56个应用程序任务。UC/OS-II不支持时间（实时和普通）的优先级；counter是进程剩余的时片轮转调度法，所以每个任务的优先级必须不同。间片，它的大小完全由priority决定；rt_priority是多任务结构使应用程序模块化，CPU利用率得到最实时优先级，这是实时进程所特有的，用于实时进大的发挥。⑥服务时间可确定，所有UC/OS-II服程的选择。务的时间是确定的，UC/OS-II的运行时间不依赖于首先，Linux根据po

5、licy从整体上区分实时进应用任务的多少。⑦任务堆栈，每个任务都有属程和普通进程，因为实时进程和普通进程的调度是于自己的不同栈空间，使用UC/OS-II的栈空间检不同的，实时进程应该先于普通进程运行，然后，[1]验函数，可以确定每个任务所需要的栈空间大小。对于同一类型的不同进程，采用不同的标准来进行1成后发（1981-），男，硕士研究生；研究方向：3S技术应用研究。2杨春金（1953-），男，副教授；研究方向：3S技术应用研究。52UC/OS-II操作系统内核的改进选择进程。对于普通进程，Linux采用动态优先调进程调度，而在中断返回时，系统通过调用函数度，选择依据就是进程cou

6、nter的数字大小。进程OSIntExit()实现进程调度。而这两个函数在选择当创建时，优先级priority被赋予一个初值，这个数前优先权最高的进程中采用了非常相似的方式。字同时也是计数器counter的初值，即进程创建时根据以上特点，并结合Linux内核中时间片轮二者相等。在进程运行中，counter不断减小，而转调度算法，对UC/OS-II内核做了改进，改进方priority保持不变，以便在counter变成“0”时（该法如下：进程时间片已经用完）对counter进行重新赋值，(1)取出8个（1组）优先级为Internet服务进这个普通进程才有了被再次调度的机会。这说明，程

7、专用，设立时间片；在普通进程运行过程中，counter值的减小给了其他(2)TCB控制块中增加一项counter作为任务调进程得以运行的机会，这就相当于优先级在动态的度的权值；变化，所以我们称之为动态优先级调度。(3)修改OSSched函数和OSIntExit函数中取得当前最高优先级的算法；3.问题的提出(4)时钟中断处理函数中，将当前运行任务的counter减1（如果该任务属于Internet服务进程专在网络服务环境下，时间片轮转任务调度算法用的任务）。比较适合基于Intern