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测试实时性内核参数配置


关键内核配置选项

在内核配置中(通过make menuconfigmake nconfig),需调整以下选项:

通用实时性配置
  • CONFIG_PREEMPT_RT
    启用实时抢占(Real-Time)模式(打补丁后才会出现此选项)。

  • CONFIG_PREEMPT
    替换为完全实时抢占模式:

    • CONFIG_PREEMPT_NONE → 无抢占(服务器场景)。

    • CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY → 自愿抢占(桌面场景)。

    • CONFIG_PREEMPT → 完全抢占(实时性基础)。

  • CONFIG_HZ_1000
    将系统时钟频率(HZ)设为1000Hz,降低调度延迟。

  • CONFIG_NO_HZ_FULL
    启用自适应无滴答模式(减少CPU干扰)。

中断和锁配置
  • CONFIG_IRQ_FORCED_THREADING
    强制中断线程化(关键选项,允许大部分中断作为内核线程运行)。

  • CONFIG_PREEMPT_RCU
    RCU(Read-Copy-Update)启用抢占支持。

  • CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
    高精度定时器(必需选项)。

调试与性能权衡
  • CONFIG_LATENCYTOP
    跟踪系统延迟来源(调试用)。

  • CONFIG_DEBUG_PREEMPT
    抢占调试(可能增加开销)。

  • CONFIG_SCHEDSTATS
    调度器统计信息(性能分析)。

可选优化
  • CONFIG_MIGRATION_DISABLE
    禁用任务迁移(减少CPU切换开销)。

  • CONFIG_SLABCONFIG_SLUB
    使用更高效的内存分配器。

1. 进入关键子菜单

在配置界面中,用方向键导航到以下子菜单:

(1)General setup → Kernel Features
  • 路径
    General setupKernel Features

  • 需修改的选项

    • Preemption Model
      选择 Fully Preemptible Kernel (RT)(打上RT补丁后才会出现此选项)。
      替代原选项(如VoluntaryNo Forced Preemption)。

(2)Processor type and features
  • 路径
    System TypeProcessor type and features(具体路径可能因ARM架构略有不同)

  • 需修改的选项

    • High Resolution Timer Support
      启用 CONFIG_HIGH_RES_TIMERS=y(高精度定时器,必需)。

    • Timer frequency
      设置为 1000 HzCONFIG_HZ_1000=y),降低调度延迟。

(3)Power management options
  • 路径
    Power management options

  • 需修改的选项

    • CPU Frequency scaling → 禁用或设为 Performance 模式(避免频率切换引入延迟)。

    • Suspend to RAM → 建议禁用(CONFIG_SUSPEND=n,实时系统通常不需休眠)。

(4)Kernel Features
  • 路径
    Kernel Features

  • 需修改的选项

    • Thread Softirqs(打RT补丁后出现)
      启用 CONFIG_PREEMPT_SOFTIRQS=y(将软中断线程化)。

    • Force threaded interrupts
      启用 CONFIG_IRQ_FORCED_THREADING=y(强制中断线程化,关键选项)。


2. 其他必要选项

  • 搜索功能
    / 键搜索以下选项并启用:

    • CONFIG_PREEMPT_RCU=y(抢占式RCU)

    • CONFIG_NO_HZ_FULL=y(自适应无滴答模式)

    • CONFIG_SLAB=y → 改为 CONFIG_SLUB=y(更高效的内存分配器)。


3. 验证配置

  • 在退出配置前,检查以下选项是否已正确设置:

    plaintext

  • CONFIG_PREEMPT_RT=yCONFIG_PREEMPT=yCONFIG_HZ_1000=yCONFIG_IRQ_FORCED_THREADING=yCONFIG_HIGH_RES_TIMERS=y
  • 保存配置后,编译内核并测试实时性。

手动编辑配置文件(替代方案)

如果图形界面仍不显示,可直接编辑内核配置文件:

bash

# 在内核源码目录中:make menuconfig # 先保存一次当前配置(生成 .config)nano .config

手动添加以下行:

plaintext

CONFIG_PM_QOS=yCONFIG_PM_QOS_DEFAULT=yCONFIG_CPU_IDLE=n

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