40、嵌入式系统实时性能优化与测量

嵌入式系统实时性能优化与测量

1. 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。自旋锁是内核中常用的锁机制，它是一种忙等待互斥锁，在竞争情况下无需上下文切换，只要锁的持有时间较短，效率就非常高。理想情况下，自旋锁的锁定时间应小于两次重新调度所需的时间。

然而，持有自旋锁的线程不能被抢占，因为这可能导致新线程进入相同代码并在尝试锁定同一自旋锁时发生死锁。因此，在主线 Linux 中，锁定自旋锁会禁用内核抢占，创建一个原子上下文。这意味着持有自旋锁的低优先级线程可能会阻止高优先级线程被调度。

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 互斥锁。互斥锁比自旋锁慢，但它是完全可抢占的。此外，RT 互斥锁实现了优先级继承，因此不易受到优先级反转的影响。

2. 获取 PREEMPT_RT 补丁

RT 开发人员不会为每个内核版本创建补丁集，平均每两个内核版本创建一次补丁。目前支持的最新内核版本如下：
- 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

这些补丁可在 https://www