【正文】 時(shí)是一個(gè)相對(duì)的詞，純化論者常常嚴(yán)格地定義實(shí)時(shí)為對(duì)一事件以預(yù)定的方式在極短的時(shí)間如微秒作出響應(yīng)漸漸地，在如此短暫時(shí)間間隔內(nèi)的嚴(yán)格實(shí)時(shí)功能在專(zhuān)用 DSP芯片或 ASIC上實(shí)現(xiàn) 了。同樣軟需求也是可以接受的。 這種軟要求是比較容易滿足的，包括環(huán)境轉(zhuǎn)換時(shí)間、中斷等待時(shí)間、任務(wù)優(yōu)先級(jí)和排序。 中斷必須進(jìn)行處理和管理以確保時(shí)間要求能符合，如同許多其他的操作系統(tǒng)。因此可以得到許多對(duì)于關(guān)鍵時(shí)鐘的控制。 第三章 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 167。快的意思是它有一個(gè)短的等待時(shí)間，也就是，它在短時(shí)間內(nèi)對(duì)外部的不同時(shí)間的事件做出響應(yīng)?；ハ嘧饔檬请p向的，通過(guò)各種各樣的傳感器（環(huán)境）計(jì)算機(jī)）和激勵(lì)器（計(jì)算機(jī) ）環(huán)境），被時(shí)間確定性限制所描述。主要是周期性的或非周期性的。 *資源需求。 16 *并列性限制。 167。這個(gè)系統(tǒng)是由 Victor Yodaiken 和它的學(xué)生 Michael Barabanov 所完成。 之所以要如此做的原因在于 Linux 是一個(gè)很大的系統(tǒng)，且在設(shè)計(jì)的時(shí)候并沒(méi) 有考慮 realtime 的需求。如此一來(lái)，不管 Linux 系統(tǒng)呼叫的時(shí)間有多長(zhǎng)都沒(méi)有關(guān)系 了。它有點(diǎn)象在一個(gè)裸機(jī)上運(yùn)行的單 POSIX進(jìn)程。這使我們保持了 RT方面的小型化，確定性，盡可能象硬件容許的那樣快，但仍然可以為精確的服務(wù)和應(yīng)用程序?qū)?Linux進(jìn)行操作。 MiniRTL 在一張軟盤(pán)上裝入了 RTLinux， Linux和一些應(yīng)用程序，只需 4M內(nèi)存。 在 RTLinux之前， RTOS需要程序員進(jìn)行妥協(xié)：或者使用一個(gè)沒(méi)有任何特征的簡(jiǎn)單的 RTOS，或者使用一個(gè)帶有各種非實(shí)時(shí) 服務(wù)的 RTOS，并且接受在性能和可靠性上的一個(gè)重大的損失。 Ventur 的產(chǎn)品正在經(jīng)受高的價(jià)格，低可靠性，和 Windows NT下的復(fù)雜的編程環(huán)境。 （ 4） RTLinux工作的怎么樣？ 在一個(gè) generic x86 PC 上從一個(gè)中斷的聲明到實(shí)時(shí)處理器的開(kāi)始最壞的情況是15 微秒，在 Alpha和 PowerPC平臺(tái)上更好一些。在加入新的特征或系統(tǒng)時(shí)很保守，主要的工作在于確定加入的功能仍然是可以選擇的：用戶(hù)不會(huì)需要多余的功能和為此付出多余的錢(qián)。早期的版本甚至支持 PalmPilot 處理器。 它同樣的架空了 Linux，而直接用可加載式核心模塊 ( loadable kernel module) 實(shí)作 realtime process。這樣做的好處在于我們可以將 直接修改 Linux 核心的程序代碼減至最小， 這使得將 RTHAL 移植到新版 Linux 的工作量減至最低。 LXRT 由于 RTAI 無(wú)法直接使用 Linux 的系統(tǒng)呼叫，解決的方法是使用 RTFIFO 將 19 一個(gè) RTAI realtime kernel module 和真正的 Linux 行程連接在一起， 由這個(gè)行程做 代理人的工作為其呼叫 Linux 系統(tǒng)呼叫。它是基于 Linux核心的。 Linux忍受著實(shí)時(shí)支持的缺乏。他基本包括了一個(gè)中斷調(diào)度程序： RTAI主要攜帶了外圍設(shè)備的中斷，如果需要可以重新向 Linux發(fā)送。 RTAI在沒(méi)有實(shí)時(shí)活動(dòng)發(fā)生時(shí)把Linux 看作一個(gè)后臺(tái)運(yùn)行的任務(wù)。當(dāng)其它模塊需要時(shí)你必須調(diào)用 rt_mount_rtai()來(lái)激活并掛裝它。從此rtai 將確保使中斷無(wú)效 /有效將是相容的內(nèi)部的 Linux，但是 Linux在任何時(shí)候都不能被 rtai這個(gè)硬件的唯一支配 者的更高優(yōu)先級(jí)搶斷。 RTAI認(rèn)為優(yōu)先級(jí) 0是最高優(yōu)先級(jí)， 0 3fffFfff 是最低的。你有三種不同的調(diào)度： UP，只用于單處理器 SMP，由于多處理器 MUP，只用于多處理器 調(diào)度服務(wù)是： 任務(wù)函數(shù) 時(shí)間函數(shù) 信號(hào)函數(shù) 郵箱函數(shù) 任務(wù)間通信函數(shù) 所有的函數(shù)都可被任何調(diào)度使用。簡(jiǎn)單的 fifo緩沖用來(lái)做這些事情；他們被叫做實(shí)時(shí) fifo?？捎玫挠幸粋€(gè)舊的和新的（強(qiáng)烈推薦）fifo 實(shí)現(xiàn)。 4） RTAI特定的模塊，容許在不同的實(shí)時(shí)任務(wù)和 Linux進(jìn)程中同時(shí)共享內(nèi)存，（這是除了 fifo以外對(duì)使用者有用的另一個(gè)機(jī)制）。 5） LXRT（ Linux實(shí)時(shí)模塊），用來(lái)實(shí)現(xiàn)任何 RTAI調(diào)度函數(shù)對(duì) Linux進(jìn)程都是有效的這個(gè)服務(wù)，以便一個(gè)完全對(duì)稱(chēng)的實(shí)時(shí)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)是可能的。 KURT （ 1）什么是 KURT？ 今年的早些時(shí)候 （ 1998） 發(fā)布了一個(gè)基于 Linux的一個(gè)新的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。 （ 2） KURT的特征？ KURT是一個(gè)軟實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。它在需要的時(shí)候?qū)σ粋€(gè)時(shí)鐘碎片（ 8254）編程來(lái)產(chǎn)生中斷，周期性的代替。 實(shí)時(shí)任務(wù)作為組件動(dòng)態(tài)的被加載。之后在運(yùn)行時(shí)，調(diào)度的工作只是在于順著它的結(jié)構(gòu)來(lái) 順序的讀取列表。 3 實(shí)時(shí) Linux的最后選擇 這里選擇了 RTAI，主要由于他是硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，有很多功能很有用，使 Linux實(shí)時(shí)程序的開(kāi)發(fā)變得容易， 由于這次開(kāi)發(fā)主要在 Linux 系統(tǒng)中進(jìn)行，選擇 RTAI 與Linux 核心 ，兼容性很好，而且易于安裝。 所以我們經(jīng)常需要配置 Frame buffer顯示模式，可讓 XWindow 用高分辨率和高 /真彩。 （ 3） .XFree86的 frame buffer服務(wù)器（ XF86_FBDev） 。 （ 3） 、 gcc 等編譯工具（默認(rèn)就有，有時(shí)會(huì)有版本太低的問(wèn)題）。 與 frame buffer device 有關(guān)的選項(xiàng)有（用空格鍵來(lái)進(jìn)行選中或去處，其余編譯選項(xiàng)請(qǐng)參考其它資料）： 24 Code maturity level opetions [*] Prompt for development and/or inplete codes/drivers Console drivers [*] Video mode selection support ... [*] Support for frame buffer devices ... [*] VESA VGA graphics console ... [*] Advance low level driver options ... [Exit] [Exit] Do you wish to save your new kernel configuration? [Yes] 編譯安裝內(nèi)核： make dep make bzImage make modules make modules_install 把編譯好的內(nèi)核拷到 /boot目錄，文件名可自定，如 cp /usr/src/linux/arch/i386/boot/bzImage /boot/ 配置 lilo 的啟動(dòng)選項(xiàng) 添加 lilo啟動(dòng)配置 下面是典型的 /etc/ 文件 boot = /dev/hda2 timeout = 50 prompt readonly image = /boot/ label = linux 25 root = /dev/hda2 other = /dev/hda1 label = dos 添加一新配置需添加 image,label,root 及配合 VESA frame buffer 的 vga等四項(xiàng) ： boot = /dev/hda2 timeout = 50 prompt readonly image = /boot/ label = linux root = /dev/hda2 image = /boot/ （新編譯的支持 Frame Buffer 內(nèi)核） label = linuxfb （啟動(dòng)標(biāo)號(hào)，可自定） root = /dev/hda2 （你的根文件系統(tǒng)，具體會(huì)有不同） vga = 0x314 （顯示模式，參照下表） other = /dev/hda1 label = dos 顯示模式參照表 640x480 800x600 1024x768 1280x1024 256 0x301 0x303 0x305 0x307 32k 0x310 0x313 0x316 0x319 64k 0x311 0x314 0x317 0x31A 16M 0x312 0x315 0x318 0x31B 更新啟動(dòng)程序 運(yùn)行 lilo 重啟，出現(xiàn) lilo: 時(shí)鍵入 linuxfb （或自定的標(biāo)號(hào)）。 RamDisk實(shí)際是從內(nèi)存中劃出一部分作為一個(gè)分區(qū)使用，換句話說(shuō)，就是把內(nèi)存一部分當(dāng)做硬盤(pán)使用，你可以向里邊存文件。何樂(lè)而不為呢？象 WEB 服務(wù)器這樣的計(jì)算機(jī)，需要大量的讀取和交換特定的文件，因此，在 WEB服務(wù)器上建立 RamDisk會(huì) 大大提高網(wǎng)絡(luò)讀取速度。要想查看 RamDisk的數(shù)目，用命令 ls al /dev/ram*，它會(huì)給出所有當(dāng)前情況下可用的 RamDisk。 如果格式化 RamDisk 失敗，可能是因?yàn)槟銢](méi)有把對(duì) RamDisk 的支持編譯進(jìn)內(nèi)核中去。命令 mke2fs /dev/ram0 會(huì)產(chǎn)生以下信息： mke2fs , 9Jan1999 for EXT2 FS , 95/08/09 Linux ext2 filesystem format Filesystem label= 1024 inodes, 4096 blocks 204 blocks (%) reserved for the super user First data block=1 Block size=1024 (log=0) Fragment size=1024 (log=0) 1 block group 8192 blocks per group, 8192 fragments per group 1024 inodes per group 使用命令 df k /dev/ram0 可以查到你實(shí)際能用的 RamDisk的大?。ㄎ募到y(tǒng)也占用一定空間）： df k /dev/ram0 Filesystem 1kblocks Used Available Use% Mounted on /dev/ram0 3963 13 3746 0% /tmp/ramdisk0 不過(guò)要記住， RamDisk 中的數(shù)據(jù)會(huì)在機(jī)器重新啟動(dòng)后消失，因此應(yīng)把其中有用的數(shù)據(jù)及時(shí)備份到硬盤(pán)中。當(dāng)你編譯為一個(gè)可裝載模塊后，你可以在模塊裝載時(shí)決定 RamDisk的大小，這可以通過(guò) /etc/conf中的選項(xiàng)設(shè)置來(lái)設(shè)定。 創(chuàng)建文件系統(tǒng)， mke2fs /dev/ram0。 首先，把 WEB根目錄中所有文件移到其它目錄中，然后創(chuàng)建 RamDisk的裝載點(diǎn)： mv /home/d/ /home/d_real 29 mkdir /home/d mkdir /home/d/cgibin mkdir /home/d/html mkdir /home/d/icons 然后，把以下命令加到你的 /etc/： 創(chuàng)建 3個(gè) RamDisk /sbin/mkfs t ext2 /dev/ram0 /sbin/mkfs t ext2 /dev/ram1 /sbin/mkfs t ext2 /dev/ram2 加載 RamDisk到開(kāi)始創(chuàng)建的 目錄中 mount /dev/ram0 /home/d/cgibin mount /dev/ram1 /home/d/icons mount /dev/ram2 /home/d/html 拷貝真正的目錄中的所用文件到 RamDisk 中 tar C /home/d_real c . | tar C /home/d x 最后，重新啟動(dòng) WEB 服務(wù)器即可生效，試一下速度是否有所改變。 LINUX 下的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 （ 1） UNIX系統(tǒng)下的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 UNIX下設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的基本結(jié)構(gòu)： 在 UNIX系統(tǒng)里，對(duì)用戶(hù)程序而言，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序隱藏了設(shè)備的具體細(xì)節(jié)，對(duì)各種不同設(shè)備提供了一 致的接口，一般來(lái)說(shuō)是把設(shè)備映射為一個(gè)特殊的設(shè)備文件，用戶(hù)程序可以象對(duì)其它文件一樣對(duì)此設(shè)備文件進(jìn)行操作。 字符設(shè)備接口只支持順序存取的功能，一般不能進(jìn)行任意長(zhǎng)度的 I/O請(qǐng)求，而是限制 I/O請(qǐng)求的長(zhǎng)度必須是設(shè)備要求的基本塊長(zhǎng)的倍數(shù)。次設(shè)備號(hào)僅由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序解釋?zhuān)话阌糜谧R(shí)別在若干可能的硬件設(shè)備中， I/O 請(qǐng)求所涉及到的那個(gè)設(shè)備。 服務(wù)于 I/O 請(qǐng)求的子程序，又稱(chēng)為驅(qū)動(dòng)程序的上半部分。在 UNIX 系統(tǒng)中，并不是直接從中斷向量表中調(diào)用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的中斷服務(wù)子程序，而是由 UNIX 系統(tǒng)來(lái)接收硬件中斷，再由系統(tǒng)調(diào)用中斷服務(wù)子程序。一般來(lái)說(shuō)，字符型設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序能夠提供如下幾個(gè)入口點(diǎn)： open入口點(diǎn)。如果設(shè)備是獨(dú)占的，即同一時(shí)刻只能有一個(gè)程序訪問(wèn)此設(shè)備，則 open子程序必須設(shè)置一些標(biāo)志以表示設(shè)備處于忙狀態(tài)。獨(dú)占設(shè)備必須標(biāo)記設(shè)備可再次使用。對(duì)字符特別設(shè)備文