我们在讨论linux的实时的时候，有时候会拿RTOS来做对比，根据最近对RTOS的理解，总结出来关于为什么linux实时不如RTOS的几个点，分享之
在rtems中我们看的中断在特殊情况如内核态是支持中断嵌套的，但是linux是不允许中断嵌套。
也就是说，在Linux中，如何一个中断触发来，那么必须等到同CPU的上一个中断处理完成。
这时候，中断是不确定的
linux支持中断上下文(hardirq和softirq)，我们知道softirq的优先级是高于kthread这类线程任务的(tasklet，timer，netrx等)
如果某个外设驱动的softirq一直占用某个core，那么整个core上的thread很可能都得不到运行
我处理can的报文接收(netrx)的时候就遇到过这类情况，它直接导致来一个cpu core不工作。
那么这也就是另一个不确定性，也就是softirq是外设驱动代码，由客户自己编写的，如果softirq执行时间不确定，那么中断就是不确定的 。
例如某个cpu core上，有一个普通任务正在spin lock，那么core上的任务必须等spin unlock后，才能得以调度。
那么此时其任务就是不确定的。因为谁也没办法知道要等多久才能unlock。这样高优先级就不知道什么时候才能得以运行了。
在linux中内存是使用的时候才分配的，高优先级任务在使用内存的时候，内存分配过程只能保证你分配到，但是不能保证你在确定时间内申请到。 甚至可能没有内存导致oom出现。
基于上面提到的，PREEMPT_RT主要解决如下三个问题
对于中断风暴，做法是在线程内disable irq，线程化完成之后，自动enable irq
而softirq线程化，做法是全部将其添加到ksoftirqd(tasklet，timer，netrx等)执行
spinlock的做法就是将raw_spin_lock 替换成 rt_mutex (可睡眠的，支持优先级继承的mutex，避免优先级翻转)
根据上面就知道
所以可以得出结论，添加PREEMPT_RT的内核，它可以保证某个高优先级任务的一定的实时性，但其负面作用会导致其他所有常规任务性能低下。 所以只适合于定制的特殊场景。
根据上面提到的，使用PREEMPT-RT的内核，一定程度上保持了高优先级任务的实时性，那么基于此，我们还需要做哪些事情来定制操作系统，满足这个实时任务的确定性要求呢？
内核其实提供了EDF调度，也就是SCHED_DEADLINE。我们让这个实时任务在这个特殊的调度类中。
chrt工具动态设置进程的调度政策，如chrt --deadline / --fifo
当然pthread_setschedparam也可以设置调度器种类，如SCHED_DEADLINE/SCHED_FIFO传参
通过bootargs传参隔离某个cpu，然后通过taskset将实时任务绑定到这个cpu上跑
如果要高实时，建议直接汇编使用寄存器调用arm64的高精度定时器来封装特定代码。
对于多线程的实时任务，pthread线程创建前建议设置优先级继承，避免优先级翻转。 也就是pthread_muterattr_setprotocol中传参PTHREAD_PRIO_INHERIT。 其默认是NONE。
默认从内核申请的内存都可能被交换，那么申请的内存调用mlock锁住即可，这样这块内存不会被换出。同时，带mlock标志位的内存会在申请的时候，自动触发缺页异常，分配物理页面。相当于lazy机制的逃逸了。
malloc_trim(-1)，这里-1就是trim的最大值，也就是gc不再帮你管理释放内存了，内存不会返回到操作系统中，如果内存通过mmap获得，那么就不会munmap了
堆和栈都是内存，对于堆好办，我们直接mlock即可，对于栈，这是操作系统分配的，我们设置了最大栈大小之后，例如是8M，如果是线程，那么可以设置pthread_attr_setstacksize
在所有函数调用之前，调用一个函数，然后通过局部变量申请一个8M，或者你设置的栈大小的空间，将其占住，然后进行memset一次调用。此时栈会通过缺页异常申请内存，后续就不会在缺页异常申请了。 文字表现力不强，如下是代码
void stack_prefetch() { const size_t size = 8 * 1024 * 1024 - 4096; char buffer[size]; memset(buffer, 0, sizeof(buffer)); }
跑在多核的程序，需要利用好cache一致性，例如局部性原理，但是这里要说的是避免数据伪共享，所以多线程访问同一个结构体时，最好cacheline对齐
__attribute__((aligned(cachesize)))
其他就是性能优化相关的了，通过性能优化可以保证任务的低时延。
本文初衷是介绍一下Linux实时内核，并说明Linux实时并不能硬实时的原因，但是为了表述清楚，也补充了使用PREEMPT-RT补丁的内核，和实时应用程序的编写建议，这些建议纯粹属于经验分享性质，不代表权威信息。
总之，PREEMPT-RT是基于linux内核上，为了保证某个实时任务的确定性做的优化，它需要配合该实时任务的很多其他措施一起使用，否则体现不了实时的确定性。 也就是说我们讨论实时任务的时候，应该讨论整个链路的实时性，而不是某一个方面的实时确定性，那没有任何意义
并且，PREEMPT-RT是牺牲整体系统性能为代价而提供的，使用时需要认清利弊。
PREEMPT-RT做不到完全的硬实时确定性，所以如果面临产品级的开发，推荐使用Linux + RTOS 双OS的策略，RTOS本身关注确定性任务，Linux本身关注复杂计算。