Koncepcja systemu RTLinux

Jak zmienić system nie-real-time w system real-time? Narzucającą się metodą jest modyfikacja jądra tego systemu tak, by stało się ono przewidywalne. To jednak nie jest proste:

Problemu rozdzielczości czasowej nie da się rozwiązać prostą modyfikacją wartości makra HZ. Przerwania będą często generowane, ale większy będzie też narzut systemowy - częste przerwania to częste wywoływanie funkcji obsługi przerwania. Ponadto funkcja obsługi przerwania często będzie wywoływana na próżno, bo żadne nowe zdarzenia się nie pojawią.
Uczynienie jądra wywłaszczalnym wymagałoby zmiany całej koncepcji systemu, a to wymaga zmiany dużej części kodu.

Linux jest dużym i złożonym systemem operacyjnym, w dodatku podlega ciągłym modyfikacjom. Dlatego wszelkie duże zmiany w kodzie są trudne do utrzymania, jeżeli chce się nadążać za rozwojem Linuksa.

Twórcy RTLinuksa zdecydowali się na zupełnie inne rozwiązanie: bezpośrednio nad procesorem x86 zbudowane zupełnie nowe jądro czasu rzeczywistego, które działa niezależnie od zwykłego jądra Linuksa.

Rysunek 1 pokazuje standardowe jądro Linuksa.

**Rysunek 1:** Standardowe jądro Linuksa

Rysunek 2 pokazuje jądro RTLinuksa.

**Rysunek 2:** Jądro RTLinuksa

Nowe jądro implementuje tylko podstawowe usługi takie jak scheduler. Jądro to jest wywłaszczalne. Linux jest tylko jednym z procesów RT działających na tym jądrze, dzieli procesor z procesami czasu rzeczywistego. Dokładniej, Linux jest uruchomiony w tle, z najniższym priorytetem i jest uruchamiany tylko wtedy, gdy nie ma działających procesów RT. Zmiany w kodzie Linuksa są niewielkie i przez to łatwe w utrzymaniu.

Taka koncepcja systemu narzuca koncepcję tworzenia programów RT. Programy RT nie są uruchamiane na jądrze Linuksa, lecz na jądrze RTLinuksa, a które oferuje ograniczone usługi. Nakłada to na programy RT szereg ograniczeń: nie mogą one np. dynamicznie alokować pamięci. Pomysł jest taki, że w systemie RT wyróżnia się część, która musi być wykonywana w czasie rzeczywistym i część, która nie wymaga przewidywalności. Często jest tak, że program czasu rzeczywistego wykonuje jakieś akcje (np. mierzy jakąś wielkość w stałych odstępach czasu) a jednocześnie udostępnia graficzny interfejs, który wyświetla te dane. Wtedy graficzny interfejs powinien zostać zaimplementowany jako program Linuksa, który odczytuje dane przesłane mu przez cześć RT.

Poprzednia - Koncepcja systemu RTLinux - Następna