基于Linux随机进程调度算法的实现
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现 了 Ｗｉ ｎ ｄ ｏ ｗｓ 平 台和 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ平 台 的 交 互 ， 最后 成功 地 完成 了 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ内核 的 重 新 编 译 。
【 关键词 】 ：Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ ； 内核 ； 进 程 随机 调度
０ 、 引 言
程 的优先 权 ．采取优 先权 调度算 法来 选 择 随后要
．
Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ内 核 中有 关 进 程 调 度 管 理 的 文 件 为 号 为 ｉ ｉ ｆ ｆ ｉ ｅ ｓ ％ｓ ｕ ｍ 的进程 作为 ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ 函数 所 切 ｔ ｏ Ｏ ｓ ｃ ｈ ｅ ｄ ． ｃ文件 ．在 ｓ ｃ ｈ ｅ ｄ ． ｃ 文 件 中有 一 个 重 要 的 函 换 的 进 程
程 为就绪状 态 Ｉ ｊ ｎ ｕ ｘ调 度 函数是 根 据 进 程 的 时 间片 确 定 进
３ ． ３实验 步骤 ① 搭建 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ ０ ． １ ｌ 平 台 ，安 装 Ｗｉ ｎ ｌ ｍ ａ ｇ ｅ 、 Ｅ ｄ
数 ｓ ｃ ｈ ｅ ｄ ｕ ｌ ｅ ０ 负 责选 择 系 统 中 下 一 个 将要 运行 的
进程。
同时 ． 和上 述算 法一致 ． 若 所有 进 程 的时 问片 是 否都 已耗尽 ．则 重置 每个任 务 的运行 时 间片 值
它 首先对所 有 的任 务进行 选 择 ．唤 醒任 何 一 ｃｏｕｎｔ ｅｒ。 ３ ． １ 实验平 台 个 已经得 到信 号 的任务 其次 ． 针对任 务 数组 中 的每 个任 务 ， 检查 其 报 硬件平 台 ： Ｐ Ｃ机
３ ． ２实 验 内容 Ｓ Ｉ Ｇ Ａ Ｌ Ｒ Ｍ 信号 ， 然 后清 ａ ｌ ａ ｒ ｍ 的值 ， ｆ ｆ ｆ ｉ ｅ ｓ 是一 个 修 改Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ ０ ． １ １巾 内核 调 度 函 数 ｓ ｃ ｈ ｅ ｄ ｕ ｌ ｅ Ｏ 全局 变量 ． 是 系统 从 开机 开 始 算起 的滴 答 数） 如果 进程 的信号 位 图中除 被 阻塞 的的信 号外 还有 其他 函数 ．将 原有 的优先 级调 度算 法 修改 成 为 随机｛ Ｊ 吉 Ｉ 并且重 新编译 内核 。 的信 号 ． 并且读 进 程处 于可 中断睡 眠状态 ． 则 置进 度算法 ．
警 定 时值 ａ ｌ ａ ｒ ｍ 如果 任务 的 ａ ｌ ａ ｒ ｍ时 间 已经过 期 （ ａ ｌ ａ ｒ ｍ ＜ｉ ｉ ｉｅ ｆ ｓ １ ，则 在 它 的 信 号 位 网 中 设 置
操作 系统 ： Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 辅 助软件 ： Ｗｉ ｎ ｌ ｍ ａ ｇ ｅ 、 Ｅ ｄ ｉ ｔ ｐ ｌ ｕ ｓ
管理 进程 是操作 系统 的重 要任 务之 一 进程 执行 的任 务 的调度 （ 也 称短 程调 度 ）则是 进程 管理 的重 中之 ２ 、 优先 权调 度算 法 （ Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘＯ ． １ １ ） ：
＿
重。 在 单处理 器 的环境 中 ． 任意 时刻 内存 中有 且仅
循 环检查 任务 数组 中的所有 任务 ．根据 每个 ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｒ ． 来 选 取该 有 一个 进程 占有 处理 器资 源处 于 运行 态 ． 其 余进 就 绪态 任 务 剩余 执 行 时间 的值 ｃ 程 则处 于等待 态或 就绪态 。 那么 ． 操作 系统 怎样来 值 最大 的一个 任务 ．即所需 剩余 执行 时 间越 长 的 并 利用 ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｔ ｏ ｆ ） 函数切 换 到 分 配处理 器资 源 ．又 是怎 样来 防止 进程 的饥 饿 和 任 务 的优先权 越 高 ， 死锁 ？开 源 的 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 操 作 系 统 的 内核 可 以满 足 我 该 任务 若所有 就绪态 任务该 值都 为 ０ ， 表 示 此刻 们 的好奇 心 ．我们 可 以在掌 握 Ｌ ｉ ｎ ｕ ） 【 操 作 系统 进 所 有任 务 的时 间片都 已经运行 完 毕 ．于是 就根 据 程调度 机制 的基础 上设 计新 的调 度算 法 ．实现 对 任务 的优先 权 值 ｐ ｒ ｉ ｏ ｒ ｉ ｔ ｙ ． 重 置每 个 任务 的运 行 时
Ｌ ｉ ｎ Ｕ Ｘ内核 重新 编译 １ 、 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ进 程 调 度 过 程
时 间 和其 指定 的优先 级 以及进 程 类 型 相 匹 配 ． 消 绪态 进程 依次从 小 到大标 号 ． 并 统计 处 于就 绪态
除进 程对 Ｃ Ｐ Ｕ资源 的饥饿 状态
进 程 的总数 ｓ ｕ ｍ。利用 ｉ ｉ ｆ ｉ ｆ ｅ ｓ 产生 随机 数 ， 选 择标
ｌ ｛ ） ８
Hale Waihona Puke Baidu福 建 电
脑
２ ０ １ ３年 第 ２ 期
基于 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ随机进 程调度算法的实现
俞 露 （南京师 范大 学 计 算机科 学与技 术 学 院 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ０ ０）
【 摘 要 】 ： 本文 分析 了 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ ０ ． １ １版本 中的进 程调 度 算 法 ，并在 此基 础上设 计 了一种 新 的 调度 算 法—— 进 程 随机 调度 算 法。本 文利 用 Ｗｉ ｎ ｌ ｍａ ｇ ｅ 软 件 导 出（ 导入 ） 相 应 的进 程调 度 文件 至 Ｗｉ ｎ ｄ ｏ ｗｓ 系统 （ Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ系统 ） ， 利用Ｅ ｄ ｉ ｔ ｐ ｌ ｕ ｓ 软件 将 原 有 的进 程 调度 算 法替 换 成新 的调 ｋ Ｓ － 法， 实
问 片值 ｃ ０ ｕ ｉ ｒ ｔ ｅ ｒ ， ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ： Ｃ Ｏ ｕ ｎ ｔ ／ ２ ＋ ｐ ｒ ｉ ｏ ｒ ｉ ｔ ｙ ，再 重 新 执 行循 环检查 所有 任务 的执行 时 间片值 ３、 随机 调 度 算 法 及 实 验 实 现 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ内核 调 度 函数决 定 采 用 何 种 调度 策 略 选择 就绪进 程 运行 ． 确保 进 程所 获 得 的 Ｃ Ｐ Ｕ访 问 首先 循环 检查任 务数组 中的所有 任 务 ．将就
【 关键词 】 ：Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ ； 内核 ； 进 程 随机 调度
０ 、 引 言
程 的优先 权 ．采取优 先权 调度算 法来 选 择 随后要
．
Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ内 核 中有 关 进 程 调 度 管 理 的 文 件 为 号 为 ｉ ｉ ｆ ｆ ｉ ｅ ｓ ％ｓ ｕ ｍ 的进程 作为 ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ 函数 所 切 ｔ ｏ Ｏ ｓ ｃ ｈ ｅ ｄ ． ｃ文件 ．在 ｓ ｃ ｈ ｅ ｄ ． ｃ 文 件 中有 一 个 重 要 的 函 换 的 进 程
程 为就绪状 态 Ｉ ｊ ｎ ｕ ｘ调 度 函数是 根 据 进 程 的 时 间片 确 定 进
３ ． ３实验 步骤 ① 搭建 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ ０ ． １ ｌ 平 台 ，安 装 Ｗｉ ｎ ｌ ｍ ａ ｇ ｅ 、 Ｅ ｄ
数 ｓ ｃ ｈ ｅ ｄ ｕ ｌ ｅ ０ 负 责选 择 系 统 中 下 一 个 将要 运行 的
进程。
同时 ． 和上 述算 法一致 ． 若 所有 进 程 的时 问片 是 否都 已耗尽 ．则 重置 每个任 务 的运行 时 间片 值
它 首先对所 有 的任 务进行 选 择 ．唤 醒任 何 一 ｃｏｕｎｔ ｅｒ。 ３ ． １ 实验平 台 个 已经得 到信 号 的任务 其次 ． 针对任 务 数组 中 的每 个任 务 ， 检查 其 报 硬件平 台 ： Ｐ Ｃ机
３ ． ２实 验 内容 Ｓ Ｉ Ｇ Ａ Ｌ Ｒ Ｍ 信号 ， 然 后清 ａ ｌ ａ ｒ ｍ 的值 ， ｆ ｆ ｆ ｉ ｅ ｓ 是一 个 修 改Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ ０ ． １ １巾 内核 调 度 函 数 ｓ ｃ ｈ ｅ ｄ ｕ ｌ ｅ Ｏ 全局 变量 ． 是 系统 从 开机 开 始 算起 的滴 答 数） 如果 进程 的信号 位 图中除 被 阻塞 的的信 号外 还有 其他 函数 ．将 原有 的优先 级调 度算 法 修改 成 为 随机｛ Ｊ 吉 Ｉ 并且重 新编译 内核 。 的信 号 ． 并且读 进 程处 于可 中断睡 眠状态 ． 则 置进 度算法 ．
警 定 时值 ａ ｌ ａ ｒ ｍ 如果 任务 的 ａ ｌ ａ ｒ ｍ时 间 已经过 期 （ ａ ｌ ａ ｒ ｍ ＜ｉ ｉ ｉｅ ｆ ｓ １ ，则 在 它 的 信 号 位 网 中 设 置
操作 系统 ： Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 辅 助软件 ： Ｗｉ ｎ ｌ ｍ ａ ｇ ｅ 、 Ｅ ｄ ｉ ｔ ｐ ｌ ｕ ｓ
管理 进程 是操作 系统 的重 要任 务之 一 进程 执行 的任 务 的调度 （ 也 称短 程调 度 ）则是 进程 管理 的重 中之 ２ 、 优先 权调 度算 法 （ Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘＯ ． １ １ ） ：
＿
重。 在 单处理 器 的环境 中 ． 任意 时刻 内存 中有 且仅
循 环检查 任务 数组 中的所有 任务 ．根据 每个 ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｒ ． 来 选 取该 有 一个 进程 占有 处理 器资 源处 于 运行 态 ． 其 余进 就 绪态 任 务 剩余 执 行 时间 的值 ｃ 程 则处 于等待 态或 就绪态 。 那么 ． 操作 系统 怎样来 值 最大 的一个 任务 ．即所需 剩余 执行 时 间越 长 的 并 利用 ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｔ ｏ ｆ ） 函数切 换 到 分 配处理 器资 源 ．又 是怎 样来 防止 进程 的饥 饿 和 任 务 的优先权 越 高 ， 死锁 ？开 源 的 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 操 作 系 统 的 内核 可 以满 足 我 该 任务 若所有 就绪态 任务该 值都 为 ０ ， 表 示 此刻 们 的好奇 心 ．我们 可 以在掌 握 Ｌ ｉ ｎ ｕ ） 【 操 作 系统 进 所 有任 务 的时 间片都 已经运行 完 毕 ．于是 就根 据 程调度 机制 的基础 上设 计新 的调 度算 法 ．实现 对 任务 的优先 权 值 ｐ ｒ ｉ ｏ ｒ ｉ ｔ ｙ ． 重 置每 个 任务 的运 行 时
Ｌ ｉ ｎ Ｕ Ｘ内核 重新 编译 １ 、 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ进 程 调 度 过 程
时 间 和其 指定 的优先 级 以及进 程 类 型 相 匹 配 ． 消 绪态 进程 依次从 小 到大标 号 ． 并 统计 处 于就 绪态
除进 程对 Ｃ Ｐ Ｕ资源 的饥饿 状态
进 程 的总数 ｓ ｕ ｍ。利用 ｉ ｉ ｆ ｉ ｆ ｅ ｓ 产生 随机 数 ， 选 择标
ｌ ｛ ） ８
Hale Waihona Puke Baidu福 建 电
脑
２ ０ １ ３年 第 ２ 期
基于 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ随机进 程调度算法的实现
俞 露 （南京师 范大 学 计 算机科 学与技 术 学 院 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ０ ０）
【 摘 要 】 ： 本文 分析 了 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ ０ ． １ １版本 中的进 程调 度 算 法 ，并在 此基 础上设 计 了一种 新 的 调度 算 法—— 进 程 随机 调度 算 法。本 文利 用 Ｗｉ ｎ ｌ ｍａ ｇ ｅ 软 件 导 出（ 导入 ） 相 应 的进 程调 度 文件 至 Ｗｉ ｎ ｄ ｏ ｗｓ 系统 （ Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ系统 ） ， 利用Ｅ ｄ ｉ ｔ ｐ ｌ ｕ ｓ 软件 将 原 有 的进 程 调度 算 法替 换 成新 的调 ｋ Ｓ － 法， 实
问 片值 ｃ ０ ｕ ｉ ｒ ｔ ｅ ｒ ， ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ： Ｃ Ｏ ｕ ｎ ｔ ／ ２ ＋ ｐ ｒ ｉ ｏ ｒ ｉ ｔ ｙ ，再 重 新 执 行循 环检查 所有 任务 的执行 时 间片值 ３、 随机 调 度 算 法 及 实 验 实 现 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ内核 调 度 函数决 定 采 用 何 种 调度 策 略 选择 就绪进 程 运行 ． 确保 进 程所 获 得 的 Ｃ Ｐ Ｕ访 问 首先 循环 检查任 务数组 中的所有 任 务 ．将就