[发明专利]一种操作系统时钟调度方法及系统

说明书

本发明公开了一种操作系统时钟调度方法及系统，本发明实施例在确定设备的操作系统的当前运行进程主动调度时，确定所述当前运行进程的优先级高于等于所设置的关注优先级时，判断所述设备的操作系统的当前时间大于所述设备的操作系统的上次时钟中断触发时间与时钟中断调度周期时间之和时，直接触发时钟中断，执行待运行中断事件。可以看出，为了防止频繁的判断及触发时钟中断，防止降低设备的操作系统性能，所述当前运行进程的优先级高于等于所设置的触发时钟中断的关注优先级时，才执行上述方案。这样，本发明实施例提供的方法及系统就可以准确确定触发时钟中断的时间，提高实时进程切换的实时性。

技术领域

本发明涉及设备的操作系统执行技术领域，特别涉及一种操作系统时钟调度方法及系统。

背景技术

诸如计算机或嵌入式器件等设备通常是由硬件部分和软件部分组成，是能够独立运行并执行各种功能的设备。其中，设备中的软件部分包括软件运行环境及其操作系统，硬件部分包括处理器、存储器、通信模块等硬件单元。上述结构的设备被广泛应用在日常生活、工业控制、航空航天及军事等方面。

通常，设备采用开源的操作系统，比如Linux系统等管理和控制设备中的硬件资源和软件资源。设备的操作系统采用进程方式实现软件程序的运行，即将软件程序调用到所设置的进程中，由设备的中央处理器（CPU）在采用时钟中断方式的中断调用下，对操作系统的进程进行调度。

为了控制设备的CPU 有序地执行进程及中断事件，就需要在设备的操作系统中设置时钟子系统，所述时钟子系统周期或不定期的触发时钟中断，实现设备全局的时间管理、进程调度和进程统计等功能。

设备中的时钟子系统调度时钟，触发时钟中断的方式有多种，以设备的操作系统采用Linux系统为例，对触发时钟中断的方式进行说明。

第一种方式，周期性调度方式（HZ_PERIODIC），设置时钟调度周期，即设置时钟调度的赫兹（HZ）参数，根据时钟调度周期，周期性触发时钟中断；

第二种方式，空闲调度方式（NO_HZ_IDLE），当设备的CPU处于空闲状态或关闭状态时，停止触发时钟中断；当设备的CPU处于运行状态时，则根据设置的时钟调度周期，周期性触发时钟中断；

第三种方式，单进程运行时的调度方式（NO_HZ_FULL），当设备中的CPU处于空闲状态或关闭状态时，或者设备的Linux系统当前只运行一个进程，或者设备的Linux系统采用先进先出（FIFO）调度机制调度进程，则停止触发时钟中断；在排除了上述几种情况下，则根据设置的时钟调度周期，周期性触发时钟中断。

可以看出，设备的操作系统采用的时钟调度方式进行时钟中断的触发，主要可以分为周期性时钟调度方式和非周期性时钟调度方式两种，其中上述的第一种方式采用了周期性时钟调度方式，第二种方式和第三种方式采用了非周期时钟调度方式。非周期调度时钟方式与周期性时钟调度方式相比，主要是降低了对设备的操作系统正在运行的进程的干扰，并在低负载情况下降低调度设备的CPU执行进程的频率，从而降低CPU的功耗，所以应用更广泛。

为了保证设备的操作系统中进程的执行实时性，采用非周期时钟调度方式触发时钟中断，控制设备的CPU将当前运行进程退出或暂停，切换运行待运行中断事件时，触发时钟中断的时间间隔，就成为了影响进程切换速度的一个关键因素。这是因为当时钟中断被触发后，在控制设备的CPU运行对应的待运行中断事件完成之前，无法实现实时进程的切换。也就是说，在该时钟中断对应的待运行中断事件运行完成之前，设备的CPU无法响应设备的操作系统中正在运行进程的退出或正在运行进程的主动调度请求。

在非周期时钟调度情况下，触发两次时钟中断之间的间隔时间可能会比周期时钟调度的时间间隔更长。触发两次时钟中断之间的间隔时间更长，设备中待运行中断事件运行时间也会更长，进而实时进程无法切换的时间也更长，导致设备的操作系统实时性变差。