应用 PREEMPT_RT 补丁

只看该作者 · 2024-9-30 23:47

为了为 STM32MP1 实现实时性能并应用 PREEMPT_RT 补丁，需要进行几个关键步骤，包括内核配置、补丁应用、实时应用的开发与验证。

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应用 PREEMPT_RT 补丁
1.1 下载补丁
首先，确保你有 STM32MP1 的 Linux 内核源代码。然后下载适用于你的内核版本的 PREEMPT_RT 补丁。可以从 kernel.org 或 RT-Preempt 项目页面找到补丁。

1.2 应用补丁
进入内核源代码目录，使用以下命令应用补丁：

bash
复制代码
patch -p1 < path_to_preempt_rt_patch
1.3 配置内核
使用 make menuconfig 或 make xconfig 命令打开内核配置界面，确保以下选项被启用：

CONFIG_PREEMPT_RT_FULL=y
CONFIG_HZ 设定为 1000 Hz 或更高（提高系统时钟频率）。
CONFIG_RT_MUTEXES=y（实时互斥锁支持）。
CONFIG_SCHED_RT=y（实时调度支持）。

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配置内核以支持实时应用
在内核配置中，确保启用以下选项，以优化系统的实时性能：
调度器: 选择 CONFIG_SCHED_DEADLINE 以支持截止期调度。
优先级调度: 确保 CONFIG_RT_GROUP_SCHED 被启用。
内存分配: 启用 CONFIG_SLUB，选择适合实时应用的分配器。

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完成配置后，编译并安装内核：

bash
复制代码
make -j$(nproc)
make modules_install
make install

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开发实时应用
实时应用的开发通常包括使用 POSIX 线程和实时调度策略（如 FIFO 或 RR）。下面是一个简单的例子，展示如何创建一个实时线程：

c
复制代码
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <sched.h>
#include <unistd.h>

void* realtime_task(void* arg) {
while (1) {
      // 执行实时任务
      printf("Real-time task is running.\n");
      usleep(1000); // 模拟工作
}
return NULL;
}

int main() {
pthread_t thread;
struct sched_param param;

// 创建实时线程
pthread_create(&thread, NULL, realtime_task, NULL);

// 设置调度策略为 FIFO
param.sched_priority = 99; // 优先级范围：1-99
pthread_setschedparam(thread, SCHED_FIFO, &param);

pthread_join(thread, NULL);
return 0;
}

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验证 STM32MP1 的实时性能
为了验证实时性能，可以使用以下方法：

4.1 实时性能测试工具
使用一些实时性能测试工具，比如：

cyclictest: 用于测量延迟和实时响应时间。可以从 rt-tests 包中获取。
bash
复制代码
git clone https://github.com/clinton-io/rt-tests.git
cd rt-tests/cyclictest
make
./cyclictest -t -n -p 99 -i 10000 -l 100000
latencytop: 用于监控系统延迟。
4.2 测试应用
编写测试程序，模拟高负载情况下的实时任务，观察系统响应时间和任务延迟。

4.3 性能分析
使用 ftrace、perf 等工具分析实时任务的性能表现。观察 CPU 使用率、任务切换和中断延迟等。

实现 STM32MP1 的实时性能需要应用 PREEMPT_RT 补丁、正确配置内核、开发实时应用并进行全面的性能验证。