Olá Habr! Neste artigo, quero falar sobre a solução de um dos problemas comuns com os quais a Embox lida melhor que o GNU / Linux. Este é o tempo de resposta a um pacote transmitido pelo protocolo Ethernet. Como você sabe, a principal característica da transmissão de dados em uma rede é a largura de banda e o GNU / Linux está indo bem com isso. Mas quando se trata de reduzir o tempo necessário para receber / transmitir um único pacote de rede, podem surgir problemas. Em particular, o cliente possuía uma placa DE0-Nano-SoC com Linux e, com a ajuda dessa placa, eu queria controlar um determinado objeto na rede. A topologia de rede é ponto a ponto, não há roteadores e hubs. De acordo com o modelo de controle, o tempo de reação deve ser menor que 100 μs e no Linux apenas 500 μs podem ser alcançados.

Para estimar o tempo de transmissão, criamos um stand composto por dois hosts.

GNU/Linux, — DE0-Nano-SoC Kit Embox. FPGA HPS (Hard Processing System, .. ARM), . , UDP- :

while (1) {
    char buf[BUFLEN];

    recvfrom(s, buf, BUFLEN);    
    sendto(s, buf, BUFLEN);
}

, DE0-Nano-SoC.

, :

for (int i = 0; i < N; i++) {
    char buf_tx[BUFLEN], buf_rx[BUFLEN];
    sprintf(buf_tx, "This is packet %d\n", i);

    time_t time_begin = time_now();

    sendto(s, buf_tx, BUFLEN);
    recvfrom(s, buf_rx, BUFLEN);

    time_t time_end = time_now();

    if (memcmp(buf_tx, buf_rx, sizeof(buf))) {
            printf("%d: Buffer mismatch\n", i);
    }

    if (time_end - time_begin > TIME_LIMIT) {
            printf("Slow answer #%d: %d\n", i, time_end - time_begin);
    }
}

, .

Github.

, , :

• UART — ,
• -O2
• - PL310 ( )

500 000 ( ) :

Avg: 4.52ms
Min: 3.12ms
Max: 12.24ms

, , — . , Linux . , .

, ? , .

, - , , ? — .

, ethernet- — USB-, 100/, .

1 :

Avg: 0.08ms
Min: 0.07ms
Max: 4.31ms

Linux

Linux. -: arm-linux-gnueabihf-gcc server.c -O2. ELF :

Avg: 0.77ms
Min: 0.74ms
Max: 5.31ms

, Embox "" 9 , !

, "", , .

, , , UDP- .

, UDP-.

, UDP . , . . :

int net_tx(...) {
    if (is_udp_packet()) {
        timestamp2 = timer_get();
        memcpy(packet[UDP_OFFT],
            &timestamp1,
            sizeof(timestamp1));
        memcpy(packet[UDP_OFFT + sizeof(timestamp2)],
            &timestamp2,
            sizeof(timestamp2));
        ...
    }
}

, , , Embox.

Avg: 8673
Min: 6191 
Max: 11950

, ( ) 25%, (Avg: 0.08ms Max: 4.31ms). ( , , , ), . , , 25%.

, ?

— Linux, .

?

, — :

nice -n -20 ./client

— , , .

— round robin , chrt:

chrt --rr 99 ./client

— . ( , .. ).

Embox , 10 . , , . , Linux, - bpfilter.

- — embox-devel@googlegroups.com, -, .