1、該文針對(duì)通用Linux內(nèi)核在實(shí)時(shí)性能上的諸多問(wèn)題,充分利用有關(guān)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的研究成果與實(shí)現(xiàn)方法,獨(dú)創(chuàng)性地提出了一種分層資源內(nèi)核(Hierarchical Resource Kernel)的調(diào)度框架,并基于該框架實(shí)現(xiàn)了一個(gè)Linux的實(shí)時(shí)變種HR-Linux.首先,我們總結(jié)了Linux實(shí)時(shí)化改造工作的主要成果,概括出Linux實(shí)時(shí)化的四種途徑,即:兼容內(nèi)核、雙內(nèi)核、核心內(nèi)核以及資源內(nèi)核. 在這一調(diào)度框架里,我們將傳統(tǒng)的內(nèi)核調(diào)度器分成了兩個(gè)

2、子層,即資源接入層和資源調(diào)度層;從而在一個(gè)統(tǒng)一的調(diào)度機(jī)制下,實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同調(diào)度策略的靈活支持——內(nèi)核調(diào)度器的分層設(shè)計(jì)是HR-Linux的第一大特點(diǎn).另外,我們?cè)趦?nèi)核空間實(shí)現(xiàn)了一個(gè)資源分配器,它與調(diào)度翻譯器一起組成了我們的資源接入層,并根據(jù)具體的調(diào)度策略完成實(shí)時(shí)應(yīng)用對(duì)CPU等系統(tǒng)資源的申請(qǐng)與準(zhǔn)入控制,實(shí)現(xiàn)了基于不同資源集的應(yīng)用程序資源隔離——基于資源預(yù)約和資源集的資源分配與管理是HR-Linux的第二大特點(diǎn).此外,我們將資源調(diào)度子層中的核心

3、調(diào)度器設(shè)計(jì)成一種多級(jí)調(diào)度模型,有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)非周期任務(wù)的調(diào)度支持,將周期任務(wù)與非周期任務(wù)的調(diào)度有機(jī)地融合——支持非周期任務(wù)調(diào)度的多級(jí)資源調(diào)度器(MRD)是HR-Linux的第三大特點(diǎn).同時(shí),我們也利用數(shù)學(xué)工具對(duì)兩種典型的實(shí)時(shí)調(diào)度算法:速率單調(diào)算法RMA和最早期限優(yōu)先算法EDF,進(jìn)行了可調(diào)度性分析,在此基礎(chǔ)上仔細(xì)討論了優(yōu)先級(jí)倒置問(wèn)題及其解決方法——對(duì)資源同步過(guò)程中優(yōu)先級(jí)倒置問(wèn)題的解決是HR-Linux的第四大特點(diǎn).其次,我們對(duì)內(nèi)核可搶占、