抢占式内核与非抢占式内核的区别(转)

本文详细解释了Linux内核中的用户抢占与内核抢占的概念,包括它们的工作原理、触发条件及对实时性和多媒体应用的支持作用。

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用户抢占:
    内核即将返回用户空间的时候,如果need resched标志被设置,会导致schedule()被调用,此时就会发生用户抢占。在内核返回用户空间的时候,它知道自己是安全的。所以,内核无论是在从中断处理程序还是在系统调用后返回,都会检查need resched标志。如果它被设置了,那么,内核会选择一个其他(更合适的)进程投入运行。
    注意:当进程执行系统调用时,就会从执行状态转换为就绪状态。

内核抢占(可抢占式内核):
    即当进程位于内核空间时,有一个更高优先级的任务出现时,如果当前内核允许抢占,则可以将当前任务挂起,执行优先级更高的进程。

非抢占式内核:
    高优先级的进程不能中止正在内核中运行的低优先级的进程而抢占CPU运行。进程一旦处于核心态(例如用户进程执行系统调用),则除非进程自愿放弃CPU,否则该进程将一直运行下去,直至完成或退出内核。

抢占式内核的意义:
    首先,这是将Linux应用于实时系统所必需的。实时系统对响应时间有严格的限定,当一个实时进程被实时设备的硬件中断唤醒后,它应在限定的时间内被调度执行。而Linux不能满足这一要求,因为Linux的内核是不可抢占的,不能确定系统在内核中的停留时间。事实上当内核执行长的系统调用时,实时进程要等到内核中运行的进程退出内核才能被调度,由此产生的响应延迟,在如今的硬件条件下,会长达100ms级。这对于那些要求高实时响应的系统是不能接受的。而可抢占的内核不仅对Linux的实时应用至关重要,而且能解决Linux对多媒体(video, audio)等要求低延迟的应用支持不够好的缺陷。

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