47、Linux实时补丁：高分辨率定时器、动态节拍与延迟追踪器

Linux实时补丁：高分辨率定时器、动态节拍与延迟追踪器

1. 高分辨率定时器与动态节拍

在Linux系统中，定时器的运作机制有着重要的优化点。当定时器到期，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，时钟源会被设置为在下次所需事件时触发。

这种机制使得不再需要对节拍（jiffies）进行计数，为后续的优化奠定了基础。高精度定时器的引入，消除了仅为更新节拍变量而触发定时器中断的需求，从而让内核开发者能够消除系统空闲时不必要的中断开销。

在嵌入式领域，这一点尤为重要。因为去除空闲系统中的中断可以让CPU进入更好的节能状态，进而延长加载该操作系统的设备的电池续航时间。

动态节拍（Dynamic ticks）功能开启后，定时器中断仅在有需求时触发。不过，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要达到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，即使经过多个节拍，也不会有任何影响。动态节拍代码会记录这段时间，并相应地更新节拍值，使其恢复到如果每个节拍都触发中断时的状态。而当系统非空闲时，定时器中断会设置为每个节拍触发一次，因为节拍变量用于非实时任务的调度统计。

不过，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，部分架构尚未支持这些特性。但实时补丁（RT patch）仍是这些新特性的开发试验场，未来有望被纳入主线Linux。

2. 延迟追踪器概述

实时补丁附带了一个名为延迟追踪器（Latency Tracer）的功能，它