58、实时 Linux 系统调优与性能测量指南

实时 Linux 系统调优与性能测量指南

在实时系统中，精确的时间控制和低延迟是至关重要的。本文将介绍实时 Linux 系统的相关知识，包括线程优先级、内核锁、获取实时补丁、高分辨率定时器、避免页面错误、中断屏蔽以及测量调度延迟等方面，并详细介绍了两个重要的测量工具：cyclictest 和 Ftrace。

实时线程与中断优先级

在实时 Linux 系统中，存在不同优先级的线程和中断，以下是一些重要的实时线程和中断：
- 次高优先级实时线程。
- 非实时接口的硬件中断。
- 软中断守护进程 ksoftirqd，在 RT 内核中负责运行延迟中断例程，在 Linux 3.6 之前还负责运行网络栈、块 I/O 层等。

你可以通过调整优先级来平衡系统性能，使用 chrt 命令更改优先级，例如：

# chrt -f -p 90 `pgrep irq/28-edma`

其中 pgrep 命令属于 procps 包。

可抢占内核锁

在实时系统中，内核锁的可抢占性是一个关键问题。PREEMPT_RT 对内核进行了重大更改，使大多数内核锁可被抢占。传统的自旋锁在主线上 Linux 中存在问题，当一个线程持有自旋锁时，它不能被抢占，否则可能导致死锁。这可能会导致低优先级线程持有自旋锁时阻止高优先级线程调度，即优先级反转。

PREEMPT_RT 的解决方案是将几乎所有自旋锁替换为 RT 互斥锁。互斥锁虽然比