[發明專利]一種Linux操作系統進程調度信息的監測方法

有效

• 申請號: 200710188340.1
• 申請日: 2007-11-19
• 公開（公告）號: CN101169758A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發明（設計）人: 彭明星
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36;H04L29/06
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司
• 代理人: 龍洪;霍育棟

技術領域

本發明涉及Linux操作系統，具體涉及在Linux操作系統進程調度信息的監測方法。

背景技術

Linux憑借著源碼開放的自由精神，在操作系統市場中的份額不斷增加。事實上，對其源碼的自由修改和重發布，已經成為大多數嵌入式產品中操作系統開發和移植的首選途徑。因此，研究Linux內核對嵌入式系統尤其是嵌入式操作系統的開發和移植有著重要的意義。而其中的調度系統對于操作系統的整體性能有著非常重要的影響，因而研究內核調度器(即調度程序)及其調度性能就是一項重要內容。

然而，當前有關Linux調度系統的研究大多停留在理論層面，如分析其調度策略和算法實現的時間復雜度，等等；而對Linux內核所支持的任務搶占，其調度性能即搶占是否實時、是否滿足用戶體驗；CPU時間片分配是否公平、合理、有效等方面沒有給出直觀、準確的測試驗證。

另外，在現有的一些技術和解決方案當中，一般提取內核信息時，都是通過新創建和運行一個用戶進程，獨自來讀取和處理數據，也即先通過系統調用，陷入內核，拷貝內核緩沖中的信息至用戶緩沖區中，然后返回該用戶進程空間，再做相應的處理。

但是當我們要提取的是內核調度本身相關的信息時，這種方案顯然是行不通的。因為新增的用戶進程本身就要參與進程調度，也即會增加冗余的調度信息，并且系統調用時的陷入、返回機制，也會改變調度系統的調度策略和順序，以致會造成分析結果的不準確；另外，當提取大量的信息時，過多的內核至用戶緩沖區的數據拷貝也會加重系統負擔，造成分析結果實時性不強。

還有，現有技術在通過網絡輸出信息時，最常見的是采用TCP/IP協議棧，即自網絡層以下，采用以太網和IP協議，而傳輸層則采用簡單快速的UDP協議，這就減去了TCP協議三次握手過程所造成的系統負擔和資源浪費，保證了數據傳輸的實時性。由于考慮到通訊協議的層次抽象性和通用性，Linux內核網絡子系統在實現時，采用的是通用多層協議處理機制(如圖1所示)。如果大量的內核調度信息通過這種復雜的流程機制向網絡發送的話，勢必加重系統負擔，影響系統性能。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種Linux操作系統進程調度信息的監測方法，以解決現有技術無法從實踐角度監測及考察Linux的進程調度信息的缺陷。

為了解決上述問題，本發明提供了一種Linux操作系統進程調度信息的監測方法，包括：

a目標機在調用用戶進程時記錄進程調度信息，并將其寫入內核緩沖區；

b讀取所述內核緩沖區中的所述進程調度信息，并將其發送給測試主機；

c所述測試主機對收到的所述進程調度信息進行相應處理。

進一步地，所述步驟a具體是指：在進程選擇及切換時增加記錄進程調度信息的記錄步驟，執行所述記錄步驟的同時將記錄的所述進程調度信息寫入內核緩沖區。

進一步地，所述步驟b中，讀取所述進程調度信息的方法為：創建一內核線程，讀取所述內核緩沖區中的所述進程調度信息，并將所述進程調度信息封裝成驅動程序所用的數據鏈路層幀，然后交由網卡驅動程序發送至測試主機。

進一步地，所述步驟c中，測試主機對收到的進程調度信息進行相應處理是指：測試主機收到所述數據鏈路層幀后，啟動用戶數據報協議數據包的接收和處理程序，解析所述數據鏈路層幀中的信息，并顯示解析結果。

進一步地，所述數據鏈路層幀依次包含以下信息：以太網數據包頭、網間協議數據包頭、用戶數據報協議數據包頭及進程調度信息。

綜上所述，本發明提供了一種Linux操作系統進程調度信息的監測方法，該方法中自定義的進程調度信息的記錄語句，既不會生成冗余的內核調度信息，又方便將來擴展，具有可移植性、靈活性，可擴展性等特點；創建的內核線程直接從內核緩沖區中讀取數據并封裝成數據鏈路幀，繞過了內核中TCP/IP協議棧的重復處理流程；從而不會造成因監測程序的引入，而增加內核的調度負載，監測結果更準確；另外，通過數據鏈路層幀的傳輸，省去了在被測主機和測試主機之間建立通信連接所需的時間和資源，實現了監測的實時性。

附圖說明

圖1是現有技術通用的TCP/IP協議棧處理流程圖；

圖2是本發明方法的操作流程圖；

圖3是本發明方法產生的數據鏈路層幀的結構示意圖；

圖4是測試主機解析程序的一個示例界面，即調度信息的用法示例。

具體實施方式