Mengkonfigurasi sistem Linux untuk menyokong pembangunan sistem pengendalian masa nyata

Mengkonfigurasi sistem Linux untuk menyokong pembangunan sistem pengendalian masa nyata

Dengan pembangunan sistem terbenam, sistem pengendalian masa nyata (RTOS) telah digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang aplikasi. Untuk menyokong pembangunan RTOS, kami perlu mengkonfigurasi sistem Linux untuk memenuhi keperluan masa nyata dan kebolehramalan. Artikel ini akan memperkenalkan cara mengkonfigurasi persekitaran pembangunan sistem pengendalian masa nyata dalam sistem Linux dan menyediakan beberapa contoh kod.

1. Konfigurasi kernel

Pertama, kita perlu mengkonfigurasi kernel Linux untuk mendayakan fungsi masa nyata. Ia boleh dikonfigurasikan melalui langkah berikut:

1. Muat turun kod sumber kernel Linux.

   Pertama, kita perlu memuat turun kod sumber kernel Linux. Anda boleh memuat turun versi stabil terkini kod sumber kernel daripada laman web rasmi Linux (www.kernel.org).

2. Kompilasi kernel.

   Ekstrak kod sumber kernel yang dimuat turun dan masukkan direktori yang dinyahmampat. Jalankan arahan berikut untuk menyusun kernel:

   make menuconfig

   Ini akan melancarkan menu konfigurasi kernel. Dalam menu, kita perlu mengkonfigurasi pilihan berikut:

   • Persediaan umum -> Ini membolehkan sifat masa nyata kernel.

   Jenis dan ciri pemproses -> Model Preemption

   • Pilih "Voluntary Kernel Preemption (Desktop)". Ini membolehkan kebolehgunaan kernel, meningkatkan prestasi masa nyata.

   Jenis dan ciri pemproses -> Kekerapan pemasa

   • Tetapkan kekerapan pemasa kepada 1000 HZ.

   Jenis dan ciri pemproses -> Pengendalian tick pemasa

   • Pilih "Titik jam standard". Ini membolehkan pengendalian gangguan jam standard.

   Jenis dan ciri pemproses -> Kendur pemasa

   • Tetapkan kendur pemasa kepada 1.

   Pilihan pengurusan kuasa -> Penskalaan Frekuensi CPU

   • Lumpuhkan fungsi pelarasan frekuensi CPU untuk mengelakkan kesan penukaran frekuensi pada prestasi masa nyata.

   Pilihan pengurusan kuasa -> CPU melahu -> Ini melumpuhkan pengurusan automatik keadaan terbiar CPU.

   • Selepas melengkapkan konfigurasi, simpan dan keluar dari menu. Kemudian, jalankan arahan berikut untuk menyusun kernel:

     make -j4

   Ini akan menggunakan 4 utas untuk penyusunan. Bergantung pada prestasi sistem, anda boleh melaraskan sendiri bilangan benang.

   Selepas kompilasi selesai, jalankan arahan berikut untuk memasang kernel baharu:

   make modules_install
   make install

   Selepas pemasangan selesai, mulakan semula sistem dan pilih kernel yang baru disusun untuk bermula.

   2. Pustaka fungsi masa nyata

Selepas mengkonfigurasi kernel, kami juga perlu memasang beberapa perpustakaan fungsi masa nyata untuk menyokong pembangunan sistem pengendalian masa nyata.

Pasang penjadual yang kurang memberi kesan pada prestasi masa nyata

Penjadual lalai (CFS) kernel Linux mempunyai kesan yang lebih besar pada prestasi masa nyata Anda boleh mempertimbangkan untuk memasang beberapa penjadual alternatif, seperti "Real -Tampalan Preemption Masa" (PREEMPT-RT) dan "Penjadual Tarikh Akhir Tangga" (SDS).

1. Untuk langkah khusus untuk memasang penjadual ini, sila rujuk dokumentasi rasmi mereka.

   Pasang pustaka fungsi masa nyata

Anda boleh menggunakan arahan berikut untuk memasang pustaka fungsi masa nyata:

2. sudo apt-get install libc6-dev-i386
   sudo apt-get install libncurses5-dev
   sudo apt-get install build-essential

   3 Contoh pembangunan sistem pengendalian masa nyata

Selepas mengkonfigurasi masa nyata fungsi, kita boleh memulakan pembangunan sistem pengendalian masa nyata. Di bawah ialah contoh mudah yang menunjukkan cara menggunakan fungsi masa nyata dalam sistem Linux.

Mula-mula, buat fail C baharu, seperti "realtime.c", dan tulis kod berikut:

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <sched.h>
#include <stdlib.h>

void *realtime_thread(void *arg) {
    struct sched_param param;
    param.sched_priority = 99;
    if (sched_setscheduler(0, SCHED_FIFO, &param) == -1) {
        perror("sched_setscheduler() failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 实时线程的代码
    // ...

    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread_id;
    pthread_create(&thread_id, NULL, realtime_thread, NULL);
    pthread_join(thread_id, NULL);

    return 0;
}

Dalam kod di atas, kami telah mencipta urutan masa nyata melalui perpustakaan pthread dan tetapkannya kepada yang tertinggi Tahap keutamaan(99). Dalam kod urutan masa nyata, anda boleh menulis tugasan yang memerlukan jaminan masa nyata.

Untuk menyusun kod, anda boleh menggunakan arahan berikut:

gcc -o realtime realtime.c -lpthread

Jalankan fail boleh laku yang dijana untuk menjalankan tugas masa nyata dalam sistem Linux.

Ringkasan

Melalui langkah di atas, kami boleh berjaya mengkonfigurasi sistem Linux untuk menyokong pembangunan sistem pengendalian masa nyata. Selepas mengkonfigurasi kernel dan memasang pustaka fungsi masa nyata, anda boleh menulis dan menjalankan tugas dengan keperluan masa nyata. Ini akan memberikan lebih fleksibiliti dan kebolehramalan dalam pembangunan sistem terbenam.

Atas ialah kandungan terperinci Mengkonfigurasi sistem Linux untuk menyokong pembangunan sistem pengendalian masa nyata. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!