资料目录
uCOS专区
什么是不可剥夺型内核?
发布日期:2011/11/27
不可剥夺型内核要求每个任务自我放弃CPU的所有权。不可剥夺型调度法也称作合作型多任务,各个任务彼此合作共享一个CPU。异步事件还是由中断服务来处理。中断服务可以使一个高优先级的任务由挂起状态变为就绪状态。但中断服务以后控制权还是回到原来被中断了的那个任务,直到该任务主动放弃CPU的使用权时,那个高优先级的任务才能获得CPU的使用权。
不可剥夺型内核的一个优点是响应中断快。在讨论中断响应时会进一步涉及这个问题。在任务级,不可剥夺型内核允许使用不可重入函数。函数的可重入性以后会讨论。每个任务都可以调用非可重入性函数,而不必担心其它任务可能正在使用该函数,从而造成数据的破坏。因为每个任务要运行到完成时才释放CPU的控制权。当然该不可重入型函数本身不得有放弃CPU控制权的企图。
使用不可剥夺型内核时,任务级响应时间比前后台系统快得多。此时的任务级响应时间取决于最长的任务执行时间。
不可剥夺型内核的另一个优点是,几乎不需要使用信号量保护共享数据。运行着的任务占有CPU,而不必担心被别的任务抢占。但这也不是绝对的,在某种情况下,信号量还是用得着的。处理共享I/O设备时仍需要使用互斥型信号量。例如,在打印机的使用上,仍需要满足互斥条件。图2.4示意不可剥夺型内核的运行情况,任务在运行过程之中,[L2.4(1)]中断来了,如果此时中断是开着的,CPU由中断向量[F2.4(2)]进入中断服务子程序,中断服务子程序做事件处理[F2.4(3)],使一个有更高级的任务进入就绪态。中断服务完成以后,中断返回指令[F2.4(4)], 使CPU回到原来被中断的任务,接着执行该任务的代码[F2.4(5)]直到该任务完成,调用一个内核服务函数以释放CPU控制权,由内核将控制权交给那个优先级更高的、并已进入就绪态的任务[F2.4(6)],这个优先级更高的任务才开始处理中断服务程序标识的事件[F2.4(7)]。

图2.4不可剥夺型内核
不可剥夺型内核的最大缺陷在于其响应时间。高优先级的任务已经进入就绪态,但还不能运行,要等,也许要等很长时间,直到当前运行着的任务释放CPU。与前后系统一样,不可剥夺型内核的任务级响应时间是不确定的,不知道什么时候最高优先级的任务才能拿到CPU的控制权,完全取决于应用程序什么时候释放CPU。
总之,不可剥夺型内核允许每个任务运行,直到该任务自愿放弃CPU的控制权。中断可以打入运行着的任务。中断服务完成以后将CPU控制权还给被中断了的任务。任务级响应时间要大大好于前后系统,但仍是不可知的,商业软件几乎没有不可剥夺型内核。