嵌入式Linux实时技术改进与实现

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：

锁分解前：

spin_lock(x_lock)；

for (…) {some operations；

…}

spin_unlock(x_lock)；

锁分解后：

for (…) { spin_lock(x_lock)；

some operations；

…

spin_unlock(x_lock)；}

另一种是增加抢占点，即自愿被抢占。增加抢占点之后：

/* 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();

}

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：