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Linux内核实时性补丁与驱动项目实战

共计 30 章节

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实时系统概述

实时系统定义 · 硬实时与软实时区别 · 实时系统应用场景（工业控制

实时系统概述实时系统定义

Linux实时性挑战

Linux内核非实时性根源（大内核锁 · 中断关闭 · 调度延迟）

Linux实时性挑战

PREEMPT_RT补丁简介

PREEMPT_RT项目历史 · 核心目标 · 与主线内核的关系

PREEMPT_RT核心机制（一）

中断线程化（Interrupt Th… · 实现方式 · 对实时性的提升

PREEMPT_RT核心机制（二）

自旋锁与互斥锁的实时化改造（rt_m… · raw_spinlock） · 优先级继承协议

PREEMPT_RT核心机制（三）

高精度定时器（hrtimer）与实时… · 高分辨率时间管理

PREEMPT_RT核心机制（四）

RCU（Read-Copy-Upda… · 抢占式RCU

PREEMPT_RT补丁获取与编译

从kernel.org获取源码 · 下载对应版本PREEMPT_RT补丁 · 打补丁流程

实时内核配置详解

内核配置菜单实时相关选项（Preem… · Timer frequency · CPU Isolation）

实时内核配置详解Preem

实时内核编译与安装

交叉编译环境搭建 · 编译命令（make） · 模块编译

实时内核编译安装

实时性测试工具（一）

Cyclictest原理与使用 · 安装rt-tests套件 · 测试结果解读（最大延迟

实时性测试工具Cyclictest

实时性测试工具（二）

Hackbench · Schbench · Rteval等压力测试工具

实时性测试工具Hackbench

实时性测试工具（三）

Ftrace与Trace-cmd · 实时事件追踪 · 延迟追踪器（irqsoff

实时性测试工具Ftrace

实时性优化策略（一）

CPU隔离（isolcpus） · 中断亲和性（IRQ affinity… · 进程绑定（taskset）

实时性优化策略CPU

实时性优化策略（二）

内存锁（mlockall） · 避免页面错误 · 大页内存（HugeTLB）

实时性优化策略mlockall

实时性优化策略（三）

关闭不必要的内核功能（电源管理 · CPU频率调节 · NUMA平衡）

实时性优化策略关闭不必要的内核…

Linux驱动基础回顾

字符设备驱动框架 · file_operations结构体 · 模块加载与卸载

Linux驱动基础回顾

实时驱动设计原则

避免自旋锁 · 使用rt_mutex · 减少中断上下文工作量

实时驱动设计原则避免自旋锁

实时驱动中的中断处理

中断线程化在驱动中的实现 · request_threaded_i… · 中断上下半部设计

实时驱动断处理

实时驱动中的定时器

使用hrtimer实现高精度定时 · 定时器回调函数实时性要求 · 与标准timer_list对比

实时驱动定时器

实时驱动中的并发控制

rt_mutex使用示例 · 优先级继承在驱动中的应用 · 避免死锁与优先级反转

实时驱动并发控制

实时驱动中的内存分配

GFP_KERNEL与GFP_ATO… · kmem_cache预分配 · 避免内存碎片

实时驱动内存分配

实时驱动实战（一）

编写一个简单的实时字符设备驱动 · 使用rt_mutex保护共享数据 · 使用hrtimer产生周期性中断

实时驱动实战编写一个简单的实…

实时驱动实战（二）

编写一个GPIO控制驱动 · 使用中断线程化响应外部信号 · 实现毫秒级响应

实时驱动实战GPIO

实时驱动实战（三）

编写一个SPI设备驱动 · 使用kthread进行数据采集 · 通过rt_mutex同步用户态访问

实时驱动实战SPI

用户态实时编程

使用sched_setschedul… · 内存锁定 · 避免系统调用

用户态实时编程sched

用户态与驱动交互

mmap实现零拷贝 · ioctl实时控制接口设计 · netlink实时通信

用户态驱动交互

实时系统调试与性能分析

使用perf top分析实时任务开销 · 使用ftrace追踪驱动延迟 · 使用kgdb调试内核

实时系统调试性能分析

项目实战（一）

基于实时Linux的简易数据采集系统…

项目实战Linux

项目实战（二）

基于实时Linux的电机控制PID算…

项目实战Linux