嵌入式linux內(nèi)核開發(fā)教程之深入分析linux內(nèi)核源碼－進程調(diào)度

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1、嵌入式Linux開發(fā)教程之Linux內(nèi)核－進程調(diào)度(2)Linux的調(diào)度程序－Schedule()3.1基本原理1．時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法2．優(yōu)先權調(diào)度算法3．多級反饋隊列調(diào)度4．實時調(diào)度3.2Linux進程調(diào)度時機三個函數(shù)是如何協(xié)調(diào)工作的3.3進程調(diào)度的依據(jù)3.4進程可運行程度的衡量3.1基本原理調(diào)度的實質(zhì)就是資源的分配。系統(tǒng)通過不同的調(diào)度算法（SchedulingAlgorithm）來實現(xiàn)這種資源的分配。通常來說，選擇什么樣的調(diào)度算法取決于的資源分配的策略（SchedulingPolicy），在這里只說明與Linux調(diào)度相關的幾種算法及這些算法的原理。一個好的調(diào)度算法應

2、當考慮以下幾個方面：（1）公平：保證每個進程得到合理的CPU時間。（2）高效：使CPU保持忙碌狀態(tài)，即總是有進程在CPU上運行嵌入式Linux內(nèi)核開發(fā)教程之Linux的調(diào)度程序－Schedule()（3）響應時間：使交互用戶的響應時間盡可能短。（4）周轉(zhuǎn)時間：使批處理用戶等待輸出的時間盡可能短。（5）吞吐量：使單位時間內(nèi)處理的進程數(shù)量盡可能多。很顯然，這5個目標不可能同時達到，所以，不同的操作系統(tǒng)會在這幾個方面中作出相應的取舍，從而確定自己的調(diào)度算法，例如UNIX采用動態(tài)優(yōu)先數(shù)調(diào)度、BSD采用多級反饋隊列調(diào)度、Windows采用搶先多任務調(diào)度等等。嵌入式Linux內(nèi)核開

3、發(fā)教程下面來了解一下主要的調(diào)度算法及其基本原理：1．時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法時間片（TimeSlice）就是分配給進程運行的一段時間。在通常的輪轉(zhuǎn)法中，系統(tǒng)將所有的可運行（即就緒）進程按先來先服務的原則，排成一個隊列，每次調(diào)度時把CPU分配給隊首進程，并令其執(zhí)行一個時間片。當執(zhí)行的時間片用完時，系統(tǒng)發(fā)出信號，通知調(diào)度程序，調(diào)度程序便據(jù)此信號來停止該進程的執(zhí)行，并將它送到運行隊列的末尾，等待下一次執(zhí)行；然后，把處理機分配給就緒隊列中新的隊首進程，同時也讓它執(zhí)行一個時間片。這樣就可以保證運行隊列中的所有進程，在一個給定的時間內(nèi)，均能獲得一時間片的處理機執(zhí)行時間。嵌入式Linux內(nèi)

4、核開發(fā)教程之1．時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法為了照顧到緊迫型進程在進入系統(tǒng)后便能獲得優(yōu)先處理，引入了最高優(yōu)先權調(diào)度算法。當將該算法用于進程調(diào)度時，系統(tǒng)將把處理機分配給運行隊列中優(yōu)先權最高的進程，這時，又可進一步把該算法分成兩種方式：(1)非搶占式優(yōu)先權算法（又稱不可剝奪調(diào)度：NonpreemptiveScheduling）在這種方式下，系統(tǒng)一旦將處理機（CPU）分配給運行隊列中優(yōu)先權最高的進程后，該進程便一直執(zhí)行下去，直至完成；或因發(fā)生某事件使該進程放棄處理機時，系統(tǒng)方可將處理機分配給另一個優(yōu)先權高的進程。這種調(diào)度算法主要用于批處理系統(tǒng)中，也可用于某些對實時性要求不嚴的實時系統(tǒng)中

5、。嵌入式Linux內(nèi)核開發(fā)教程之2．優(yōu)先權調(diào)度算法(2)搶占式優(yōu)先權調(diào)度算法（又稱可剝奪調(diào)度：PreemptiveScheduling）該算法的本質(zhì)就是系統(tǒng)中當前運行的進程永遠是可運行進程中優(yōu)先權最高的那個。在采用這種調(diào)度算法時，每當出現(xiàn)一新的可運行進程，就將它和當前運行進程進行優(yōu)先權比較，如果高于當前進程，將觸發(fā)進程調(diào)度。這種方式的優(yōu)先權調(diào)度算法，能更好的滿足緊迫進程的要求，故而常用于要求比較嚴格的實時系統(tǒng)中，以及對性能要求較高的批處理和分時系統(tǒng)中。Linux也采用這種調(diào)度算法。嵌入式Linux內(nèi)核開發(fā)教程這是時下最時髦的一種調(diào)度算法。其本質(zhì)是：綜合了時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度和

6、搶占式優(yōu)先權調(diào)度的優(yōu)點，即：優(yōu)先權高的進程先運行給定的時間片，相同優(yōu)先權的進程輪流運行給定的時間片。嵌入式Linux內(nèi)核開發(fā)教程之3．多級反饋隊列調(diào)度最后我們來看一下實時系統(tǒng)中的調(diào)度。什么叫實時系統(tǒng)，就是系統(tǒng)對外部事件有求必應、盡快響應。在實時系統(tǒng)中，廣泛采用搶占調(diào)度方式，特別是對于那些要求嚴格的實時系統(tǒng)。因為這種調(diào)度方式既具有較大的靈活性，又能獲得很小的調(diào)度延遲；但是這種調(diào)度方式也比較復雜。嵌入式Linux內(nèi)核開發(fā)教程之4．實時調(diào)度Linux的調(diào)度程序是一個叫Schedule（）的函數(shù)，這個函數(shù)被調(diào)用的頻率很高，由它來決定是否要進行進程的切換，如果要切換的話，切換到哪

7、個進程等等。我們先來看在什么情況下要執(zhí)行調(diào)度程序，我們把這種情況叫做調(diào)度時機。Linux調(diào)度時機主要有：1、進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時刻：進程終止、進程睡眠；2、當前進程的時間片用完時（current->counter=0）；3、設備驅(qū)動程序主動調(diào)用schedule；嵌入式Linux內(nèi)核開發(fā)教程之3.2Linux進程調(diào)度時機4、進程從中斷、異常及系統(tǒng)調(diào)用返回到用戶態(tài)時；時機1，進程要調(diào)用sleep（）或exit（）等函數(shù)進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，這些函數(shù)會主動調(diào)用調(diào)度程序進行進程調(diào)度；時機2，由于進程的時間片是由時鐘中斷來更新的，因此，這種情況和時機4是一樣的