完全基于中断的统一进程调度系统
2012-04-21 13:23
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4.4BSD中将内核态下的进程根据其行为赋予了不同的优先级,然而中断可以打破进程的执行,并且中断还可以发布一些所谓的软中断,以高于进程优先级的优先级来执行,这看起来不是很和谐。实际上,可以使用更加和谐的方式统一处理进程的运行,中断处理以及软中断处理,那就是将所有的执行绪都统一为“中断”的概念。如下图所示:
如此一来,进程也可以被看作是一种中断,它和真正的中断(硬件中断和软中断以及工作队列)的区别在于它有一个连续的执行绪上下文,也就是说进程的执行需要连续发布多个中断来完成,一个进程需要关联到多个伴随时间流逝的中断,具体是哪一级别的中断需要根据进程的优先级来判断。
在实现上,以单CPU为例,整个系统中保存一个位图,位图的每一位代表一种中断优先级,每一种优先级的中断都有一个队列,CPU按照中断级别从高到低,同一级别的中断先进先出的策略进行调度,中断分为“进程中断”和“真实中断”,其中进程中断由于是一个连续的执行绪,因此按照根据其优先级计算得到的时间片来执行,而真实中断则要求其一直执行到它自己自动放弃CPU为止。
时钟中断以及所有硬件中断,由于其优先级比进程中断高很多,因此总是能中断进程的执行,在时钟中断处理中给系统计算进程时间片的机会。一旦高优先级中断处理完毕(自动放弃或者时间片到期),CPU在中断返回的过程中按照上述的类似Linux 2.6 O(1)调度器的算法分配给被选中的执行绪,内核对于进程执行绪会维护上下文信息,而对于真正的中断执行绪则不会维护上下文信息。
中断的入口因此有两个,一个就是硬件中断发生时,另一个就是schedule调度时,不管怎样,内核保证当前总是最高优先级的执行绪在运行。这种统一的调度器思想在现实的操作系统中已经被广泛的应用了,比如BSD(中断优先级,睡眠优先级),Solaris(中断优先级),Windows NT(中断请求级)等系统内核基本的调度思想都与此类似。Linux的调度实现比较松散一些,然而不管怎样,它可用且高效。
本文出自 “我来,我看,我征服” 博客,请务必保留此出处http://dog250.blog.51cto.com/2466061/1268973
如此一来,进程也可以被看作是一种中断,它和真正的中断(硬件中断和软中断以及工作队列)的区别在于它有一个连续的执行绪上下文,也就是说进程的执行需要连续发布多个中断来完成,一个进程需要关联到多个伴随时间流逝的中断,具体是哪一级别的中断需要根据进程的优先级来判断。
在实现上,以单CPU为例,整个系统中保存一个位图,位图的每一位代表一种中断优先级,每一种优先级的中断都有一个队列,CPU按照中断级别从高到低,同一级别的中断先进先出的策略进行调度,中断分为“进程中断”和“真实中断”,其中进程中断由于是一个连续的执行绪,因此按照根据其优先级计算得到的时间片来执行,而真实中断则要求其一直执行到它自己自动放弃CPU为止。
时钟中断以及所有硬件中断,由于其优先级比进程中断高很多,因此总是能中断进程的执行,在时钟中断处理中给系统计算进程时间片的机会。一旦高优先级中断处理完毕(自动放弃或者时间片到期),CPU在中断返回的过程中按照上述的类似Linux 2.6 O(1)调度器的算法分配给被选中的执行绪,内核对于进程执行绪会维护上下文信息,而对于真正的中断执行绪则不会维护上下文信息。
中断的入口因此有两个,一个就是硬件中断发生时,另一个就是schedule调度时,不管怎样,内核保证当前总是最高优先级的执行绪在运行。这种统一的调度器思想在现实的操作系统中已经被广泛的应用了,比如BSD(中断优先级,睡眠优先级),Solaris(中断优先级),Windows NT(中断请求级)等系统内核基本的调度思想都与此类似。Linux的调度实现比较松散一些,然而不管怎样,它可用且高效。
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