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LINUX是一個源代碼開放的、免費,支持多任務、多種硬件平臺的網絡操作系統。但是,LINUX與WINDOWS一樣不是實時的操作系統,因此通信延時,LINUX也很難在實時控制領域得到應用。
RTLINUX說到底其實就是LINUX的一個實時補丁,它對LINUX內核進行改造,在LINUX內核與硬件之間增加了一個虛擬層(常稱作虛擬機),構筑了一個小的、時間上可預測的、與LINUX內核分開的實時內核(即RTLINUX內核)。 打上實時補丁的LINUX(即RTLINUX操作系統)將所有中斷信號都首先交給RTLINUX內核進行處理, RTLINUX將所有的中斷分成LINUX中斷和實時中斷兩類,如果收到的中斷信號是普通LINUX中斷,那就設置一個標志位,轉由LINUX內核來響應該中斷;如果是實時中斷,則立即響應中斷。這樣系統將LINUX系統上的任務以及LINUX內核本身作為一個優先級最低的任務,而實時任務作為優先級最高的任務。RTLINUX最先知道硬件的信息,而實時任務直接和RTLINUX內核進行交互,這樣大大縮短了系統和實時任務訪問硬件的時間,從而得到最快的響應速度。
3.2 多隊列數據交換機制
標準Linux對網絡數據包的處理本質上是基于中斷驅動的,因而應用層的處理總是被位于內核空間、擁有更高優先級的數據包處理(即中斷處理)所搶斷。在高負荷網絡中,CPU的大部分資源會被頻繁到達的網卡中斷占用,而優先級較低的數據包應用進程任務無法得到執行。一段時間就會導致網絡子系統的上層緩沖區溢出,收到的數據包丟棄。長此以往,將出現所謂的“接收活鎖”。CPU花去所有的資源處理接收中斷,而數據包被接受后由于得不到進一步處理而堆積通信延時,當接收隊列溢出,數據包便白白被丟棄。另外,在標準的Linux系統中所有數據包共用一個backlog排隊而使得優先級高的數據得不到及時處理,所以優先級高的數據有時分發延遲會增大,網絡性能也會受到影響[4]。
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