实时Linux内核配置与优化指南

📚 共计 30 章节

实时Linux概述

什么是实时Linux · 实时内核发展史 · PREEMPT_RT补丁简介 · 实时性与吞吐量权衡

内核源码获取与编译

从kernel.org获取源码 · 配置内核选项 · make menuconfig · 编译安装 · 模块管理

PREEMPT_RT补丁应用

补丁下载与版本匹配 · 打补丁流程 · 冲突解决 · 验证RT内核启动

内核配置基础

Kconfig语法 · 配置项分类 · 依赖关系处理 · 配置裁剪原则

实时内核配置选项详解

PREEMPT_RT_FULL · PREEMPT_VOLUNTARY · PREEMPT_NONE · 高精度定时器 · 中断线程化

CPU隔离与亲和性

isolcpus内核参数 · cpuset配置 · taskset工具 · 中断亲和性设置

隔离亲和性

中断处理优化

中断线程化原理 · 中断负载均衡 · 避免中断风暴 · irqbalance

定时器与时钟源

高精度定时器(hrtimer) · 时钟源选择 · tickless内核 · dynticks模式

定时器时钟

内存管理优化

实时内存分配策略 · 避免页面错误 · mlockall使用 · CMA与DMA内存

锁机制与同步

自旋锁与互斥锁 · RT中的锁替换 · 优先级继承 · 避免优先级反转

进程调度策略

SCHED_FIFO · SCHED_RR · SCHED_DEADLINE · SCHED_NORMAL · 优先级设置

实时优先级与nice值

实时优先级范围 · nice值对实时任务的影响 · 优先级映射表

RCU基本原理 · 可抢占RCU · RCU回调优化 · RCU与实时性

文件系统选择

实时文件系统要求 · tmpfs · ramfs · ext4优化 · XFS日志模式

文件系统存储

块I/O调度器

deadline调度器 · noop调度器 · BFQ调度器 · I/O优先级设置

网络栈优化

网络中断合并 · NAPI机制 · 套接字缓冲区大小 · 实时网络协议栈

电源管理影响

CPU频率调节 · C-states对实时性的影响 · 禁用动态频率调整 · 电源管理策略

内核跟踪与调试

ftrace使用 · trace-cmd工具 · perf实时分析 · latencytop工具

cyclictest基准测试

安装cyclictest · 测试参数解读 · 结果分析 · 延迟分布图

实时系统性能调优

最大延迟优化 · 平均延迟优化 · 抖动控制 · 系统负载管理

内核实时补丁

kpatch与livepatch · 热补丁原理 · 实时系统热更新 · 补丁回滚

热补丁livepatch

容器与实时性

Docker实时配置 · cgroup实时限制 · 容器内RT任务 · Kubernetes实时调度

虚拟化与实时性

KVM实时配置 · vCPU固定 · 透传设备 · RT虚拟化场景

ARM架构实时优化

GIC中断控制器配置 · big.LITTLE调度 · ARM64实时特性 · TrustZone影响

x86架构实时优化

APIC配置 · MTRR与PAT · TSC同步 · x86实时特性

实时系统安全

SELinux与实时性 · seccomp过滤 · 能力限制 · 安全与实时权衡

实时系统监控

Nagios实时监控 · Prometheus指标采集 · 自定义监控脚本 · 告警阈值设置

实时系统故障排查

内核panic分析 · oops信息解读 · kdump配置 · crash工具使用

实时系统文档与维护

内核文档阅读 · changelog跟踪 · 版本升级策略 · 长期维护(LTS)选择

构建完整实时系统 · 从源码到部署 · 性能验证 · 生产环境优化案例