Linux內核分析及實時性改造.pdf

1、實時操作系統是近年來研究的一個熱點，與常見的通用操作系統相比，實時操作系統的特點在于系統的正確性不僅依賴于邏輯的正確性，還取決于輸出結果的及時性。目前的實時操作系統廣泛應用于國防、工業(yè)自動控制、通信等領域。 Linux2.6內核在2003年底發(fā)布以來，已經被大量測試和實際應用證明其是一個高效穩(wěn)定的內核。相比2.4內核，2.6采用了一些新技術使得實時性有了很大提高，如可搶占式內核、新的O(1)調度算法等。這些以及其他相關的背景工作

2、使得將Linux轉變?yōu)閷崟r操作系統(RTOS)成為可能。盡管實時操作系統的開發(fā)者可以從這些改變中受益，但是Linux 2.6仍然不是一個實時內核。因此需要對Linux2.6內核進行實時化改造，進一步提高實時性。 本文在對Linux 2.6內核源代碼進行研究的基礎上，對Linux 2.6內核的進程調度機制、時鐘機制等進行了深入的分析和總結。作為改進方案，針對Linux 2.6內核時鐘機制中時鐘粒度過粗的問題，借鑒了Kurt-Lin

3、ux有關時鐘機制的改造思想，將One-Shot Mode(單次觸發(fā)模式)引入了Linux2.6定時器，巧妙地實現了新的時鐘機制。使得系統在達到了微秒級時鐘精度的同時，保持了原有的負載能力；針對Linux 2.6內核進程調度機制中缺乏實時調度策略的問題，借鑒了優(yōu)秀的動態(tài)實時調度算法LSF(最小裕度優(yōu)先算法)的“裕度”思想，將其與嶄新的Linux2.6進程調度結構相結合，在保持了原有系統O(1)調度特性的同時，有效地增強了實時調度能力。