41、实时编程：Linux 内核的实时性能优化

实时编程：Linux 内核的实时性能优化

1. 延迟类型

在实时编程中，有两种关键的延迟类型需要关注：
- 中断延迟 ：指的是从产生中断到中断服务程序（ISR）处理完中断并唤醒等待该事件的线程所花费的时间。它主要取决于 ISR 的编写方式，通常应该以微秒为单位，耗时较短。
- 抢占延迟 ：是从内核收到某线程准备运行的通知，到调度器实际运行该线程所经过的时间。这取决于内核是否可被抢占。若内核正在执行临界区代码，重新调度就必须等待，延迟的长度取决于内核抢占的配置。

2. 内核抢占设置

主线 Linux 内核有三种抢占设置，可通过“Kernel Features | Preemption Model”菜单选择：
| 设置选项 | 描述 | 特点 |
| ---- | ---- | ---- |
| CONFIG_PREEMPT_NONE | 无抢占 | 内核代码会持续运行，直到通过系统调用返回用户空间（此时总是允许抢占），或者遇到使当前线程休眠的等待操作。这种设置减少了内核与用户空间之间的转换次数和上下文切换总数，能实现最高吞吐量，但会导致较大的抢占延迟。适用于对吞吐量要求高于响应性的服务器和部分桌面内核。 |
| CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY | 启用额外的抢占请求检查 | 当 need_resched 标志被设置时，会调用调度器，从而减少最坏情况下的抢占延迟，但会使吞吐量略有降低。部分桌面发行版采用此设置。 |
| CONFIG_PREEMPT | 允许内核被抢占 | 只要内核不在原子