理工论文Ｌｉｎｕｘ２．６内核对ＳＭＰ系统支持的研究.doc

理工论文Ｌｉｎｕｘ２．６内核对ＳＭＰ系统支持的研究.docL i n u x 2. 6内核对S MP系统支持的研究
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摘要：首先简要介绍了 SMP系统的体系结构，接着重点分析了 SMP系统中进程调度、 同步机制和负载平衡三个方面的实现细节，最后给出Cache 一致性问题的解决方案。
关键词：同步机制；负载平衡
引言。SMP系统的并行处理技术，不仅提高处理器的运算能力和处理能力，而且对操 作系统实时性改进也提供了一个新的途径。
1 Linux内核对SMP系统的支持
，关键在于能在可用CPU之间进行负载平衡，同 时维持亲合性以提高缓存效率。对称多处理器系统中，每一个CPU都将维护一个自己的就 绪队列，并且每个就绪队列都有一个自旋锁，这样允许所有的CPU都可以对任务进行调度， 而不会与其他CPU产生竞争[1]。

,首先分析一下其结构 中关于SMP系统的定义。
prio_array_t*active,*expired,arrays[2]
runqueue中最关键的数据结构。每个CPU的就绪队列按时间片是否用完分为两部分, 分别通过active指针和expired指针访问，前者指向时间片没用完、当前可被调度的就绪进 程，后者指向时间片已用完的就绪进程。
spinlock_tlock
就绪队列的自旋锁，只影响一个CPU上的就绪队列。
unsignedlongnr_uninterruptible
，和负载信息有关。
unsignedlongtimestamp_last_tick
本就绪队列最近一次发生调度事件的时间，在负载平衡的时候会用到。
还有几个数据项，这里不做介绍了。
我们先来总结一下调度器的结构，每个CPU都有一个运行队列，其中包含了 140个 优先级列表，它们是按照先进先出的顺序进行服务的。被调度执行的任务都会被添加到各自 运行队列优先级列表的末尾。每个任务都有一个时间片，运行队列的前100个优先级列表保 留给实时任务使用，后40个用于用户任务。除了 CPU的运行队列之外，还有一个过期运行 队列。当活动运行队列中的一个任务用光自己的时间片之后，它就被移动到过期运行队列中。 在移动过程中，会对其时间片重新进行计算。如果活动运行队列中已经没有某个给定优先级 的任务了，那么指向活动运行队列和过期运行队列的指针就会交换，这样就可以让过期优先 级列表变成活动优先级的列表。
调度器的工作:在优先级最高的队列中选择一个任务来执行。为使这个过程的效率更 高，内核使用了一个位图来定义给定优先级列表上何时存在任务。