Linux操作系统因其开源、通用的特点，在工业控制、航空航天等多个领域得到广泛应用。然而，其在实时性方面的不足成为限制其更广泛使用的瓶颈。实时操作系统分为“软实时”和“硬实时”两类，前者允许一定的误差，后者则对时间要求极其严格。Linux作为通用操作系统，其实时性主要体现在以下几个方面：
早期的Linux内核（如2.6以前的版本）是非抢占式的，这意味着一旦某个进程开始执行，即使有更高优先级的进程到来也无法立即打断。在2.6版本之后，内核虽变得可抢占，但仍存在很多不可抢占的临界区域，这可能导致优先级倒置现象，即低优先级任务占用资源导致高优先级任务被阻塞。
Linux的时钟精度相对较低，通常采用100Hz的时钟频率，导致进程调度的最高精度仅为10毫秒，这对于需要微秒级别精度的实时应用来说是不够的。
再者，中断处理机制也会影响实时性能。外部中断到来时，系统会立即响应，而中断处理的不确定性可能对实时任务产生负面影响。
针对这些问题，研究者提出多种解决方案，包括提高系统时钟精度、增加抢占点、改进调度算法等。其中，一种策略是直接修改内核，将Linux转变为实时操作系统；另一种策略是采用双内核设计，一个微内核处理硬实时任务，另一个通用内核处理非实时任务。
在实际改造中，防止优先级倒置的一种方法是对临界区域进行分割。例如，将大的临界区域分解成连续的小临界区域，并在这些小区域之间设置定时器。非实时任务在定时器期间可以被抢占，使得实时任务有机会获取资源，从而减少优先级倒置的可能性，提高系统的实时响应速度。
此外，利用中断号进行实时化改造也是一种策略。通过对中断号的管理，可以优化中断处理流程，减少外部中断对实时任务的影响。例如，可以通过设置中断屏蔽或者优先级调度策略，确保实时任务在关键时间段内不会被中断处理打断。
提升Linux实时性涉及到内核抢占机制、时钟精度、中断处理等多个层面。通过深入研究这些方面并实施相应改造，可以显著提高Linux在实时应用中的表现，使其更好地适应各种实时性要求高的应用场景。
