嵌入式Linux實時技術改進與實現

1、簡介

隨著微處理器技術的發展,嵌入式系統已經成為計算機應用領域的一個重要的組成部分。Linux雖然為分時操作系統，但由于其功能強大、源代碼開放以及可移植性強等優勢，已成為日益流行的嵌入式實時操作系統的解決方案，然而，在實時方面它還不能很好地滿足實時系統方面的需要，其本身僅僅提供了一些實時處理的支持。為使Linux滿足實時應用的要求,常用的方法是通過對Linux的內核進行裁減和修改,使其能夠滿足實時性的要求。目前,我們根據實際需要對于Linux采用以下方法進行改進。

2、實現低延遲

使用兩種方法來實現低延遲：一種就是鎖分解，即把大循環中保持的鎖分解為每一輪循環中都獲得鎖和釋放鎖，典型的代碼結構示例如下：

鎖分解前：

spin_lock(x_lock)；

for (…) {some operations；

…}

spin_unlock(x_lock)；

鎖分解后：

for (…) { spin_lock(x_lock)；

some operations；

…

spin_unlock(x_lock)；}

另一種是增加搶占點，即自愿被搶占。增加搶占點之后：

/* Do the write .. */

for (;;) {

size_t size = count;

if (size > chunk)

size = chunk;

ret = -EFAULT;

if (copy_from_user(tty->write_buf, buf, size))

break;

lock_kernel();

ret = write(tty, file, tty->write_buf, size);

unlock_kernel();

if (ret = 0)

break;

written += ret;

buf += ret;

count -= ret;

if (!count)

break;

ret = -ERESTARTSYS;

if (signal_pending(current))

break;

cond_resched();

}

語句cond_resched()將判斷是否有進程需要搶占當前進程，如果是將立即發生調度，這就是增加的搶占點，它支持四種搶占模式：