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抢占式和非抢占式的进程调度,抢占式和非抢占式短作业举例

时间:2023-05-06 06:10:24 阅读:278001 作者:930

抢占式内核与半抢占式内核的不同

    Linux2.4只实现了“有条件抢占式”的调度。它的缺点在于:当进程在内核态时,调度的时机有局限。就是只能在xxx的前夕。例如:当外部来一中断,中断程序过程完后,需要一个用户进程B对此进行进一步的处理(响应IP包数据)。此时进程A正在使用系统调用进入了内核态。那么等到A从系统调用返回之际,内核进行调度,B才有可能运行。假设A的系统调用占用了CPU的时间为T。这个T大于用户要求的响应时间。那这个系统就不够实时。

    为了提高linux的实时性。在linux2.6中引入了“Kernel preemption”(内核抢占调度模式)。并很好的解决了这个问题。一句话就是抢占式内核可以在进程处于内核态时,进行抢占。

当然抢占式内核在以下几种情况下不可抢占:

1.当内核运行中断处理程序和异常处理程序时,在linux内核中进程不能抢占中断,在中断例程中不允许进行调度。进程调度函数schedule会对此作出判断,如果是在中断中调用,会打印出出错信息。

2.当进程在内核态运行临界区的代码时,不可抢占。这些临界区被自旋锁spin_lock保护了起来。【但是当进程使用spin_lock时,自己被锁住并自旋时,这时可以调度。】

3. 内核正在进行bottom half(中断的底半部)处理时,不可抢占。【不太懂】

4.内核正在执行调度程序Scheduler时,不可抢占。

5.内核正在对每一个CPU“私有”数据结构操作(per CPU date structures)时,不可抢占。在SMP中,对于Per-cpu数据结构未用spinlocks保护,因为这些数据结构隐含地被保护了。

抢占式内核什么时候,什么位置调用schedule函数?

    当中断发生,并完成中断处理时,在返回之前被中断的进程时,可以根据需要进行调度。

抢占式内核为每一个进程的task_struct结构引入了preempt_count变量,称为内核抢占锁。每当进程进入以上五种状态时,preempt_count加1.表示不可抢占。当退出以上五种状态时,preempt_count减1. 每次进行抢占式调度时,先判断preempt_count与0大小,preempt_count<0,表示可抢占。preempt_count>0表示不可抢占。

一系统抢占式的调度器函数:preempt_schedule;preempt_schedule_irq。它们都是调用schedule来完成调度的。

实时操作系统与抢占式内核的关系

实时操作系统要求就是对来自外部的请求,要求有及时的处理。及时到什么程度就是实时操作系统呢?这个没有一个明确的定义,因为用户对响应时间的要求各不相同。

我们可以说当在同样的硬件条件下,Linux2.4的实时性不高,或是不如linux2.6的实时性高。那么提高系统的实时性的方法有很多,提高CPU速度,增加CPU核。优化操作系统等。那么 linux在提高系统实时性的重要贡献就是引入了“内核抢占调度模式”。那么我们也可以说linux很好的支持了实时性。

 

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