基于ARM的嵌入式Linux可搶占內(nèi)核的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著Linux操作系統(tǒng)在嵌入式領(lǐng)域越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，實(shí)時(shí)性不高成為制約其發(fā)展的重要因素。內(nèi)核的不可搶占性是造成Lirlux實(shí)時(shí)性能不足的主要因素之一，因此改進(jìn)內(nèi)核的可搶占性成為一個(gè)降低系統(tǒng)延遲、提高實(shí)時(shí)性能的重要手段。 基于精簡(jiǎn)指令集架構(gòu)(RISC)的ARM處理器以其高性能、低碼率和低功耗取得了巨大成功。許多知名國(guó)際廠商都基于ARM的IP核成功打造了多款性價(jià)比很高的處理器。目前ARM體系結(jié)構(gòu)并不支持對(duì)稱多處理(SMP)，因此可以

2、利用Linux源碼中為支持SMP而設(shè)立的自旋鎖(spin-lock)來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)可搶占內(nèi)核。Linux2.4內(nèi)核以其小巧精悍、穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)仍然占據(jù)著很大一部分嵌入式Linux市場(chǎng)，因此在保持其上述優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上改進(jìn)它的實(shí)時(shí)性能成為一種需要。 本文詳細(xì)分析了引起Linux系統(tǒng)延遲的主要因素，討論了子內(nèi)核改進(jìn)方式和可搶占內(nèi)核改進(jìn)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比分析指出了可搶占內(nèi)核改進(jìn)方式更適合于我們的系統(tǒng)需求，提出了一個(gè)在ARM處理器平臺(tái)上利用

3、自旋鎖機(jī)制實(shí)現(xiàn)可搶占內(nèi)核的解決方案，通過(guò)該解決方案可以獲得一個(gè)小巧但又具有較高實(shí)時(shí)性能的Linux內(nèi)核。解決方案的基本思路是改寫自旋鎖定義，并修改中斷處理模塊、調(diào)度模塊等相關(guān)的內(nèi)核設(shè)施，使系統(tǒng)即使處于內(nèi)核態(tài)時(shí)也可以安全得實(shí)施進(jìn)程調(diào)度，從而盡快對(duì)更高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程做出響應(yīng)。此外，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的白盒測(cè)評(píng)方案。測(cè)評(píng)結(jié)果顯示，改進(jìn)后的內(nèi)核在負(fù)載情況下比標(biāo)準(zhǔn)的ARM-Linux內(nèi)核有較低的系統(tǒng)延遲。 最后，本文對(duì)可搶占Linux內(nèi)核改