Question

我希望在10的幂的频率上被中断，因此启用/ dev / rtc的中断并不理想。我想在中断之间睡1毫秒或250微秒。

启用/ dev / hpet的定期中断非常有效，但它似乎在某些机器上不起作用。显然我不能在没有HPET的机器上使用它。但我无法让它在一些可以作为时钟源使用的机器上工作。例如，在Core 2 Quad上，当设置为poll时，内核文档中包含的示例程序在HPET_IE_ON处失败。

使用Linux提供的itimer接口而不是直接与硬件设备驱动程序连接会更好。在某些系统上，itimer提供的定期中断随着时间的推移更加稳定。也就是说，由于hpet不能以我想要的频率中断，因此中断开始从挂起时间开始漂移。但我发现有些系统的睡眠时间比使用itimer要长（10+毫秒）。

这是一个使用itimer进行中断的测试程序。在某些系统上，它只打印出一个警告，它在目标时间内睡眠约100微秒左右。在其他情况下，它将打印出批次警告，它在目标时间内睡了10+毫秒。用-lrt编译并运行sudo chrt -f 50 [name]

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <error.h>
#include <errno.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/time.h>
#include <time.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
#define NS_PER_SECOND 1000000000LL
#define TIMESPEC_TO_NS( aTime ) ( ( NS_PER_SECOND * ( ( long long int ) aTime.tv_sec ) ) \
    + aTime.tv_nsec )

int main()
{
    // Block alarm signal, will be waited on explicitly
    sigset_t lAlarm;
    sigemptyset( &lAlarm );
    sigaddset( &lAlarm, SIGALRM  );
    sigprocmask( SIG_BLOCK, &lAlarm, NULL );

    // Set up periodic interrupt timer
    struct itimerval lTimer;
    int lReceivedSignal = 0;

    lTimer.it_value.tv_sec = 0;
    lTimer.it_value.tv_usec = 250;
    lTimer.it_interval = lTimer.it_value;

    // Start timer
    if ( setitimer( ITIMER_REAL, &lTimer, NULL ) != 0 )
    {
        error( EXIT_FAILURE, errno, "Could not start interval timer" );
    }
    struct timespec lLastTime;
    struct timespec lCurrentTime;
    clock_gettime( CLOCK_REALTIME, &lLastTime );
    while ( 1 )
    {
        //Periodic wait
        if ( sigwait( &lAlarm, &lReceivedSignal ) != 0 )
        {
            error( EXIT_FAILURE, errno, "Failed to wait for next clock tick" );
        }
        clock_gettime( CLOCK_REALTIME, &lCurrentTime );
        long long int lDifference = 
            ( TIMESPEC_TO_NS( lCurrentTime ) - TIMESPEC_TO_NS( lLastTime ) );
        if ( lDifference  > 300000 )
        {
            fprintf( stderr, "Waited too long: %lld\n", lDifference  );
        }
        lLastTime = lCurrentTime;
    }
    return 0;
}

Answer 1

我遇到了与setitimer（）设置相同的问题。问题是默认情况下，您的进程由静态优先级0的SCHED_OTHER策略调度。这意味着您在一个包含所有其他进程的池中，并且动态优先级决定。有一些系统负载的那一刻，你会得到延迟。

解决方案是使用sched_setscheduler（）系统调用，将静态优先级提高到至少一个，并指定SCHED_FIFO策略。它会带来巨大的改善。

#include <sched.h>
...
int main(int argc, char *argv[])
{
    ...
    struct sched_param schedp;
    schedp.sched_priority = 1;
    sched_setscheduler(0, SCHED_FIFO, &schedp);
    ...
}

您必须以root身份运行才能执行此操作。另一种方法是使用chrt程序执行相同操作，但您必须知道RT过程的PID。

sudo chrt -f -p 1 <pid>

请参阅我的博客文章here。

Answer 2

无论使用哪种正时机构的，当内核调度程序被调用（通常每秒100或1000倍），并与其他进程CPU争它归结为在任务的运行状态变化的组合。

我发现在Linux（Windows也是如此）上实现“最佳”时机的机制是执行以下操作：

将流程放在Shielded CPU
让该过程最初睡眠1ms。如果在屏蔽的CPU上，您的进程应在OS调度程序的刻度线边界上唤醒
直接使用RDTSC或CLOCK_MONOTONIC捕获当前时间。将其用作计算所有未来周期的绝对唤醒时间的零时间。这有助于减少随时间的漂移。它不能完全消除，因为硬件计时随着时间的推移而波动（热问题等），但这是一个非常好的开始。
创建睡1毫秒短的目标绝对唤醒时间（因为这是最精确的OS调度可以是），则烧CPU在紧凑循环不断地检查RDTSC / CLOCK_REALTIME值的睡眠功能。

这需要一些工作，但使用这种方法可以获得相当不错的结果。您可能需要查看相关问题here。

如何在Linux中获得最准确的实时周期性中断？

2 个答案: