Xenomai 的模式切换浅析

最新推荐文章于 2023-07-02 18:04:15 发布

weixin_34006965

最新推荐文章于 2023-07-02 18:04:15 发布

阅读量242

点赞数

文章标签： php

本文详细介绍了Xenomai系统中实时程序如何在主模式与次模式之间切换，以及这两种模式如何实现硬实时调度延迟和普通Linux线程间的平衡。文章还深入探讨了影子线程的作用及其调度过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

在Xenomai的用户空间下，有两种模式：primary mode (主模式) 和 secondary mode(次模式).

在主模式下调用Linux系统调用后程序就会进入次模式，反之，在次模式下调用Xenomai的系统调用后程序会进入主模式。

主模式和次模式的引入主要是丰富了实时程序可调用的库，实时程序也能够调用Linux的库。可是实时性受Linux自身的影响。

參考：http://www.xenomai.org/index.php/Porting_POSIX_applications_to_Xenomai

To ease working with this dual-kernel system, a Xenomai application thread may run in two modes: either the primary mode, where it is scheduled by the Xenomai kernel, and benefits from hard real-time scheduling latencies, or the secondary mode, where it is an ordinary Linux thread, and as such may call any Linux services.

Such a thread may change mode dynamically, that is, when this thread calls a Xenomai real-time service while running in secondary mode, it switches to primary mode, when it calls any non real-time Xenomai service or any Linux service (including exceptions such as page faults) while running in primary mode, it switches to secondary mode.

内部的处理流程例如以下：

1. 初始化

在引用各个skin的创建任务的接口时。系统会作例如以下处理：映射一个和linux thread匹配的xenomai thread, 这个xenomai thread被称为影子线程 (shadow thread)。由于Linux下的调度器事实上是无法知道Xenomai下的任务的，所以这个影子线程就是给Xenomai进行调度使用的。

2. 系统调用处理时

这时会依据线程所在Domain和系统调用的Domain进行推断，假设有发生模式切换。主要是调用例如以下两个函数处理：

int	xnshadow_harden (void)
	Migrate a Linux task to the Xenomai domain.

void	xnshadow_relax (int notify)
	Switch a shadow thread back to the Linux domain.

前者是迁移到Xenomai域。后者是迁移到Linux域。

曾经者为例：

參考xnshadow_harden的代码，这时会唤醒一个守护线程gatekeeper, 守护线程会将相应的影子线程放在xenomai的可运行队列时，并调用xenomai自身的调度器xnpod_schedule()，这里会恢复linux thread下的寄存器并运行影子线程。

而后者的情况下，有一点要注意：xenomai是通过virq的方式通知linux，

 lostage_apc =
           rthal_apc_alloc("lostage_handler", &lostage_handler, NULL);

这里注冊了虚拟中断的处理函数: lostage_hander，其它的跟xnshadow_harden类似。

參考：

http://www.cs.ru.nl/lab/xenomai/api/group__shadow.html