嵌入式Linux實(shí)時(shí)技術(shù)改進(jìn)與實(shí)現(xiàn)

1、簡介

隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)重要的組成部分。Linux雖然為分時(shí)操作系統(tǒng)，但由于其功能強(qiáng)大、源代碼開放以及可移植性強(qiáng)等優(yōu)勢，已成為日益流行的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的解決方案，然而，在實(shí)時(shí)方面它還不能很好地滿足實(shí)時(shí)系統(tǒng)方面的需要，其本身僅僅提供了一些實(shí)時(shí)處理的支持。為使Linux滿足實(shí)時(shí)應(yīng)用的要求,常用的方法是通過對Linux的內(nèi)核進(jìn)行裁減和修改,使其能夠滿足實(shí)時(shí)性的要求。目前,我們根據(jù)實(shí)際需要對于Linux采用以下方法進(jìn)行改進(jìn)。

2、實(shí)現(xiàn)低延遲

使用兩種方法來實(shí)現(xiàn)低延遲：一種就是鎖分解，即把大循環(huán)中保持的鎖分解為每一輪循環(huán)中都獲得鎖和釋放鎖，典型的代碼結(jié)構(gòu)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(diǎn)，即自愿被搶占。增加搶占點(diǎn)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(jìn)程需要搶占當(dāng)前進(jìn)程，如果是將立即發(fā)生調(diào)度，這就是增加的搶占點(diǎn)，它支持四種搶占模式：