电子发烧友App

硬声App

0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示
电子发烧友网>电子资料下载>嵌入式开发>浅谈嵌入式Linux实时技术改进

浅谈嵌入式Linux实时技术改进

2017-10-30 | rar | 0.3 MB | 次下载 | 1积分

资料介绍

1、简介
  随着微处理器技术的发展,嵌入式系统已经成为计算机应用领域的一个重要的组成部分。Linux虽然为分时操作系统,但由于其功能强大、源代码开放以及可移植性强等优势,已成为日益流行的嵌入式实时操作系统的解决方案,然而,在实时方面它还不能很好地满足实时系统方面的需要,其本身仅仅提供了一些实时处理的支持。为使Linux满足实时应用的要求,常用的方法是通过对Linux的内核进行裁减和修改,使其能够满足实时性的要求。目前,我们根据实际需要对于Linux采用以下方法进行改进。
  2、实现低延迟
  使用两种方法来实现低延迟:一种就是锁分解,即把大循环中保持的锁分解为每一轮循环中都获得锁和释放锁,典型的代码结构示例如下:
  浅谈嵌入式Linux实时技术改进
  另一种是增加抢占点,即自愿被抢占。增加抢占点之后:
  浅谈嵌入式Linux实时技术改进
  语句cond_resched()将判断是否有进程需要抢占当前进程,如果是将立即发生调度,这就是增加的抢占点,它支持四种抢占模式:
  (1).No Forced Preemption (Server),这种模式等同于没有使能抢占选项的标准内核,主要适用于科学计算等服务器环境。
  (2).Voluntary Kernel Preemption (Desktop),这种模式使能了自愿抢占,但仍然失效抢占内核选项,它通过增加抢占点缩减了抢占延迟,因此适用于一些需要较好的响应性的环境,如桌面环境,当然这种好的响应性是以牺牲一些吞吐率为代价的。
  (3).Preemptible Kernel (Low-Latency Desktop),这种模式既包含了自愿抢占,又使能了可抢占内核选项,因此有很好的响应延迟,实际上在一定程度上已经达到了软实时性。它主要适用于桌面和一些嵌入式系统,但是吞吐率比模式2更低。
  (4).Complete Preemption (Real-Time),这种模式使能了所有实时功能,因此完全能够满足软实时需求,它适用于延迟要求为100微秒或稍低的实时系统。
  实现实时是以牺牲系统的吞吐率为代价的,因此实时性越好,系统吞吐率就越低。
  3、中断线程化
  中断线程化是实现Linux实时性的一个重要步骤,在Linux标准内核中,中断是最高优先级的执行单元,不管内核当时处理什么,只要有中断事件,系统将立即响应该事件并执行相应的中断处理代码,除非当时中断关闭。因此,如果系统有严重的网络或I/O负载,中断将非常频繁,后发生的实时任务将很难有机会运行,也就是说,毫无实时性可言。中断线程化之后,中断将作为内核线程运行而且赋予不同的实时优先级,实时任务可以有比中断线程更高的优先级,这样,实时任务就可以作为最高优先级的执行单元来运行,即使在严重负载下仍有实时性保证。
  中断线程化的另一个重要原因是spinlock被mutex取代。中断处理代码中大量地使用了spinlock,当spinlock被mutex取代之后,中断处理代码就有可能因为得不到锁而需要被挂到等待队列上,但是只有可调度的进程才可以这么做,如果中断处理代码仍然使用原来的spinlock,则spinlock取代mutex的努力将大打折扣,因此为了满足这一要求,中断必须被线程化,包括IRQ和softirq。
  中断线程化的实现方法是:对于IRQ,在内核初始化阶段init(该函数在内核源码树的文件init/main.c中定义)调用init_hardirqs(该函数在内核源码树的文件kernel/irq/manage.c中定义)来为每一个IRQ创建一个内核线程,IRQ号为0的中断赋予实时优先级49,IRQ号为1的赋予实时优先级48,依次类推直到25,因此任何IRQ线程的最低实时优先级为25。原来的do_IRQ被分解成两部分,架构相关的放在类似于arch/*/kernel/irq.c的文件中,名称仍然为do_IRQ,而架构独立的部分被放在IRQ子系统的位置kernel/irq/handle.c中,名称为_do_IRQ。当发生中断时,CPU将执行do_IRQ来处理相应的中断,do_IRQ将做了必要的架构相关的处理后调用_do_IRQ。函数_do_IRQ将判断该中断是否已经被线程化(如果中断描述符的状态字段不包含SA_NODELAY标志说明中断被线程化了),如果是将唤醒相应的处理线程,否则将直接调用handle_IRQ_event(在IRQ子系统位置的kernel/irq/handle.c文件中)来处理。对于已经线程化的情况,中断处理线程被唤醒并开始运行后,将调用do_hardirq(在源码树的IRQ子系统位置的文件kernel/irq/manage.c中定义)来处理相应的中断,该函数将判断是否有中断需要被处理(中断描述符的状态标志IRQ_INPROGRESS),如果有就调用handle_IRQ_event来处理。handle_IRQ_event将直接调用相应的中断处理句柄来完成中断处理。
下载该资料的人也在下载 下载该资料的人还在阅读
更多 >

评论

查看更多

下载排行

本周

  1. 1TC358743XBG评估板参考手册
  2. 1.36 MB  |  330次下载  |  免费
  3. 2开关电源基础知识
  4. 5.73 MB  |  6次下载  |  免费
  5. 3100W短波放大电路图
  6. 0.05 MB  |  4次下载  |  3 积分
  7. 4嵌入式linux-聊天程序设计
  8. 0.60 MB  |  3次下载  |  免费
  9. 5基于FPGA的光纤通信系统的设计与实现
  10. 0.61 MB  |  2次下载  |  免费
  11. 6基于FPGA的C8051F单片机开发板设计
  12. 0.70 MB  |  2次下载  |  免费
  13. 751单片机窗帘控制器仿真程序
  14. 1.93 MB  |  2次下载  |  免费
  15. 8基于51单片机的RGB调色灯程序仿真
  16. 0.86 MB  |  2次下载  |  免费

本月

  1. 1OrCAD10.5下载OrCAD10.5中文版软件
  2. 0.00 MB  |  234315次下载  |  免费
  3. 2555集成电路应用800例(新编版)
  4. 0.00 MB  |  33564次下载  |  免费
  5. 3接口电路图大全
  6. 未知  |  30323次下载  |  免费
  7. 4开关电源设计实例指南
  8. 未知  |  21548次下载  |  免费
  9. 5电气工程师手册免费下载(新编第二版pdf电子书)
  10. 0.00 MB  |  15349次下载  |  免费
  11. 6数字电路基础pdf(下载)
  12. 未知  |  13750次下载  |  免费
  13. 7电子制作实例集锦 下载
  14. 未知  |  8113次下载  |  免费
  15. 8《LED驱动电路设计》 温德尔著
  16. 0.00 MB  |  6653次下载  |  免费

总榜

  1. 1matlab软件下载入口
  2. 未知  |  935054次下载  |  免费
  3. 2protel99se软件下载(可英文版转中文版)
  4. 78.1 MB  |  537796次下载  |  免费
  5. 3MATLAB 7.1 下载 (含软件介绍)
  6. 未知  |  420026次下载  |  免费
  7. 4OrCAD10.5下载OrCAD10.5中文版软件
  8. 0.00 MB  |  234315次下载  |  免费
  9. 5Altium DXP2002下载入口
  10. 未知  |  233046次下载  |  免费
  11. 6电路仿真软件multisim 10.0免费下载
  12. 340992  |  191185次下载  |  免费
  13. 7十天学会AVR单片机与C语言视频教程 下载
  14. 158M  |  183278次下载  |  免费
  15. 8proe5.0野火版下载(中文版免费下载)
  16. 未知  |  138040次下载  |  免费