一種Linux實時化方法研究與實現(xiàn).pdf

1、學位論文獨創(chuàng)性聲明本人承諾：所呈交的學位論文是本人在導師指導下所取得的研究成果。論文中除特別加以標注和致謝的地方外，不包含他人和其他機構(gòu)已經(jīng)撰寫或發(fā)表過的研究成果，其他同志的研究成果對本人的啟示和所提供的幫助，均已在論文中做了明確的聲明并表示謝意。學位論文作者簽名：丕拳絲2叁學位論文版權(quán)的使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解遼寧師范大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，及學校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交復印件或磁盤，允許論文被查閱和借閱。

2、本文授權(quán)遼寧師范大學，可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫并進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文，并且本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的學位論文在解密后使用本授權(quán)書。學位論文作者簽名：指導教師簽名：塑!l盤墾簽名日期：知ff年6月fD日遼寧師范大學碩士學位論文科1f嬲必Y89。icji|岑芝苔’摘要近年來實時操作系統(tǒng)在國防、工業(yè)控制、通訊等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，也是一個研究的熱點和重點。但

3、是商用的實時操作系統(tǒng)由于其價格昂貴、源代碼不開放等，使其在應(yīng)用中受到了很大的限制。Linux自發(fā)布以來，因為其源代碼開放等特點，得到了快速地發(fā)展和廣泛地應(yīng)用。Linux26通過采用搶占式內(nèi)核、O(1)調(diào)度算法等提高了對實時任務(wù)的處理能力。但是，它仍不是一個實時內(nèi)核。因此需要對Linux26進行實時化改進，提高其實時性能以滿足各種實時環(huán)境下的應(yīng)用。細化系統(tǒng)時鐘粒度、改善內(nèi)核調(diào)度器的調(diào)度性能、增強內(nèi)核搶占性能是Linux實時化的主要方法。本

4、文在深入研究Linux26內(nèi)核代碼的基礎(chǔ)上，著重對Linux的時鐘機制和調(diào)度機制進行了詳細分析和總結(jié)，并對其在實時應(yīng)用上的不足加以改進。在細化時鐘粒度方面，借鑒了KURTLinux的UTIME機制，將單次觸發(fā)時鐘模式(oneshot)弓l入到26內(nèi)核中，實現(xiàn)了一種混合時鐘模式，達到了微秒級的定時精度，較好地解決了時鐘精度問題。Linux26對實時進程的調(diào)度算法簡單，不能滿足實時任務(wù)的時限要求。本文結(jié)合不同調(diào)度算法在不同的系統(tǒng)負載情況下的

5、性能表現(xiàn)，提出了基于閾值的分級調(diào)度算法(CSBOT)，在系統(tǒng)輕載時采用基于閾值的LSF調(diào)度算法，系統(tǒng)超載時使用關(guān)鍵度／緊急度優(yōu)先調(diào)度算法，兼顧了輕載時的系統(tǒng)利用率和超載時重要任務(wù)的執(zhí)行。最后的測試表明，修改后的內(nèi)核能得到微秒級的定時精度?；陂撝档姆旨壵{(diào)度算法在輕載時具有和經(jīng)典EDF算法相同的系統(tǒng)利用率，在超載時能保證重要任務(wù)的執(zhí)行，實現(xiàn)性能的優(yōu)雅降級，有效地增強了Linux系統(tǒng)的實時調(diào)度能力。關(guān)鍵詞：實時；Linux；時鐘粒度；調(diào)度算