一種Linux實(shí)時(shí)化方法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人承諾：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所取得的研究成果。論文中除特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含他人和其他機(jī)構(gòu)已經(jīng)撰寫(xiě)或發(fā)表過(guò)的研究成果，其他同志的研究成果對(duì)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(xué)位論文作者簽名：丕拳絲2叁學(xué)位論文版權(quán)的使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解遼寧師范大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，及學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交復(fù)印件或磁盤(pán)，允許論文被查閱和借閱。

2、本文授權(quán)遼寧師范大學(xué)，可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)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(xué)位論文在解密后使用本授權(quán)書(shū)。學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：塑!l盤(pán)墾簽名日期：知ff年6月fD日遼寧師范大學(xué)碩士學(xué)位論文科1f嬲必Y89。icji|岑芝苔’摘要近年來(lái)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在國(guó)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(gè)研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。但

3、是商用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)由于其價(jià)格昂貴、源代碼不開(kāi)放等，使其在應(yīng)用中受到了很大的限制。Linux自發(fā)布以來(lái)，因?yàn)槠湓创a開(kāi)放等特點(diǎn)，得到了快速地發(fā)展和廣泛地應(yīng)用。Linux26通過(guò)采用搶占式內(nèi)核、O(1)調(diào)度算法等提高了對(duì)實(shí)時(shí)任務(wù)的處理能力。但是，它仍不是一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核。因此需要對(duì)Linux26進(jìn)行實(shí)時(shí)化改進(jìn)，提高其實(shí)時(shí)性能以滿足各種實(shí)時(shí)環(huán)境下的應(yīng)用。細(xì)化系統(tǒng)時(shí)鐘粒度、改善內(nèi)核調(diào)度器的調(diào)度性能、增強(qiáng)內(nèi)核搶占性能是Linux實(shí)時(shí)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(duì)Linux的時(shí)鐘機(jī)制和調(diào)度機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)分析和總結(jié)，并對(duì)其在實(shí)時(shí)應(yīng)用上的不足加以改進(jìn)。在細(xì)化時(shí)鐘粒度方面，借鑒了KURTLinux的UTIME機(jī)制，將單次觸發(fā)時(shí)鐘模式(oneshot)弓l入到26內(nèi)核中，實(shí)現(xiàn)了一種混合時(shí)鐘模式，達(dá)到了微秒級(jí)的定時(shí)精度，較好地解決了時(shí)鐘精度問(wèn)題。Linux26對(duì)實(shí)時(shí)進(jìn)程的調(diào)度算法簡(jiǎn)單，不能滿足實(shí)時(shí)任務(wù)的時(shí)限要求。本文結(jié)合不同調(diào)度算法在不同的系統(tǒng)負(fù)載情況下的

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