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Solaris、Linux和FreeBSD的内核比较

来源: 作者: 时间:2007-04-11 点击: [收藏] [投稿]

Solaris和Linux为支持实时线程都支持了内核抢占。Solaris支持fixed priority类,system class的是系统线程(比如换页线程),interactive的是在X控制下运行窗口环境的线程,还有一个Fair Share Scheduler 用于资源管理。具体可以参考Solaris资料。FreeBSD的调度器是在编译时决定的,Linux的调度?--要看版本了。
支持在系统中加入新的调度类是要付出代价的。内核中每个可能决定调度的地方都得有一个间接得函数调用去call调度类相关的代码。比如,当一个线程把要sleep时,内核调用调度类相关代码,完成该类中线程sleep需要完成工作。在Linux和FreeBSD上,调度已经完成了所有工作。不需要再来一个间接调用。额外的层次,就意味着Solaris的调度要占用稍微多一点的系统开销--不过提供了更多的功能。

  内存管理和分页

  Solaris的进程地址空间由逻辑段segment组成。进程地址中的这些段可以通过pmap访问。Solaris把其内存管理代码和数据结构分为平台无关和平台相关部分(这不跟没说一样嘛。。。)。平台相关部分位于HAT(hardware address translation)层。FreeBSD用vmspace描述进程地址空间,把其划分为逻辑块region。硬件相关部分在pmap(physical map)模块,而vmap 例程处理硬件无关部分和数据结构。Linux使用内存描述符划分进程地址空间,逻辑单位是memory areas。Linux也由pmap来examine 进程地址空间。
Linux把机器相关层从更高层次的机器无关层中划分出来。Solaris和FreeBSD中大多数类似代码比如page fault处理是机器无关的,而Linux处理page fault的代码则非常机器相关--从fault处理开始就是这样了。由此下来的结果是,Linux能很快地完成大多数分页相关代码--因为数据抽象更少。不过,代价是,下层硬件的改变需要大量修改代码--Solaris和FreeBSD则分别把这样的工作堵截在HAT和pmap层搞定。

  Segment,region和meory area的分割是:区域的虚拟地址segmetn/region/memory area映射的object/文件的位置权限map的大小
例如,程序的text(text段,即代码)在一个segmetn/region/memory area中,OS管理地址空间的机制是类似的,不过数据结构名字完全不同。
分页3个系统都使用了最近最少使用least recently used算法的变种完成页替换。他们都有一个守护daemon进程/线程完成页替换。FreeBSD的是vm_pageout daemon,它周期性地,或者当free的内存不多时,被唤醒。当可用内存低于某个限制时,vm_pageout 运行例程vm_pageout_scan扫描内存并释放一些页面。vm_pageout_scan例程可能需要异步地把更改过的页面写回到磁盘,在释放他们之前。不论由多少颗CPU,只有一个这样的daemon。Solaris的是pageout daemon,它也周期性地运行,处理空闲内存不多的情况。Solaris中的分页限制值在系统启动时自动校准,这样可以避免该守护进程过渡占用CPU或者向磁盘发出洪水般的换页请求(嗯,flood这么翻正好 ;P )。

  FreeBSD的daemon在大多数情况下使用的值是固定的--不过也可以调整。Linux的LRU算法可以在运行时动态调整,而且可以有多个kswapd daemon,每CPU最多一个。这3个系统都使用global working set策略,而不是per process working set。FreeBSD有多个页面链表来追踪最近使用页。包括active,inactive,cached和feee页。根据使用情况,页面在这些链表间走来走去。经常访问的页面会在active上。退出的进程的数据页面把被马上放到free上。



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