47、Linux实时补丁与延迟追踪器深度解析

Linux实时补丁与延迟追踪器深度解析

1. 高分辨率定时器与动态节拍

在Linux系统中，当定时器到期且时钟源向CPU发送中断时，高精度定时器（hrtimer）会处理该事件。通过在红黑树中查询下一个事件，并将时钟源设置为在下一个所需事件时触发，系统不再需要对jiffies进行计数，这为后续的优化奠定了基础。

高精度定时器的引入消除了仅为更新jiffy变量而触发定时器中断的需求，使得内核开发者能够消除系统空闲时不必要中断的开销。这在嵌入式领域尤为重要，因为消除空闲系统中的中断可以让CPU进入更好的节能状态，从而延长设备的电池续航时间。

动态节拍（Dynamic ticks）功能启用后，定时器中断仅在需要时触发。但需要注意的是，底层时钟源计数器不能在期间发生溢出。为解决这个问题，定时器中断的触发频率至少应设置为底层计数器溢出时间的一半。同时，定时器会更新一个单独的单调变量来跟踪系统时间。

当系统空闲时，即使多个jiffies过去也不会有任何影响，动态节拍代码会跟踪这段时间并相应地更新jiffies，使其值恢复到如果每个jiffy都触发中断时的状态。而当系统不空闲时，定时器中断会设置为每个jiffy触发一次，因为jiffy变量用于非实时任务的调度统计。

目前，并非所有的高分辨率定时器和动态节拍功能都已集成到主线内核中，一些架构尚未采用这些功能。不过，RT补丁仍是这些新功能的开发平台，未来有望集成到主线Linux中。

2. 延迟追踪器概述

RT补丁提供了一个名为延迟追踪器（Latency Tracer）的功能，帮助开发者找出内核中存在较大延迟的区域。当应用程序错过截止时间（希望仅在测试期间出现这种情况）