40、嵌入式 Linux 实时性能优化与测量

嵌入式 Linux 实时性能优化与测量

1. 可抢占内核锁

在实时操作系统的优化中，让大多数内核锁可抢占是一项关键的改进。传统的自旋锁存在问题，它是一种忙等待互斥锁，在竞争情况下无需上下文切换，短时间持有锁时效率很高，但持有锁的线程不能被抢占，否则可能导致死锁。在主流 Linux 中，锁定自旋锁会禁用内核抢占，这可能使低优先级线程持有锁时阻止高优先级线程调度。

为了解决这个问题，PREEMPT_RT 采用的解决方案是将几乎所有自旋锁替换为 RT - mutexes。虽然互斥锁比自旋锁慢，但它是完全可抢占的，并且实现了优先级继承，不会出现优先级反转问题。

2. 获取 PREEMPT_RT 补丁

RT 开发者并非为每个内核版本都创建补丁集，平均每两个内核版本创建一次。目前支持的最近内核版本如下：
| 内核版本 |
| ---- |
| 4.9 - rt |
| 4.8 - rt |
| 4.6 - rt |
| 4.4 - rt |
| 4.1 - rt |
| 4.0 - rt |
| 3.18 - rt |
| 3.14 - rt |
| 3.12 - rt |
| 3.10 - rt |
| 3.4 - rt |
| 3.2 - rt |

补丁可从 https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt 获取。如果你使用 Yocto Project，已有内核的 rt 版本；若从其他地方获取内核，可能已应用 PREEMPT_RT 补丁，若未应用则需自行