针对ARM64嵌入式系统的Linux内核参数优化

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0. 概要

在ARM64架构的嵌入式系统中,系统性能和资源优化至关重要。这类系统通常在资源受限的环境下运行,如物联网设备、移动设备等。合理配置Linux内核参数可以显著提升系统响应速度和运行效率。本文探讨如何通过调整 /etc/sysctl.conf 文件中的参数,优化ARM64嵌入式系统的性能。

1. 网络性能优化

在网络通信频繁的嵌入式系统中,优化网络参数可以提升数据处理能力并减少延迟。

开启TCP连接重用
  • 参数net.ipv4.tcp_tw_reuse
  • 设置1
  • 效果:允许将处于TIME-WAIT状态的sockets重新用于新的TCP连接,减少TIME-WAIT状态的连接数量,适合高并发短连接应用。
减少TCP连接超时时间
  • 参数net.ipv4.tcp_fin_timeout
  • 设置30
  • 效果:加快TCP连接在FIN-WAIT状态的超时处理,快速回收和重新利用资源。

2. 文件系统和I/O优化

对于涉及大量文件操作的嵌入式系统,如数据记录设备或多媒体设备,优化文件系统和I/O参数可以提高性能。

提高文件描述符限制
  • 参数fs.file-max
  • 设置65536
  • 效果:增加系统可以同时打开的文件描述符最大值,支持更多并发文件操作,特别是在文件访问请求高的场合。

3. 内存管理优化

在内存资源有限的嵌入式系统中,高效的内存管理至关重要。

提高内存可用性
  • 参数vm.swappiness
  • 设置10
  • 效果:降低系统对交换空间的依赖,优先使用物理内存,提高系统的响应速度和运行效率。

4. 内核调度优化

对于需要高度实时性的嵌入式应用,如实时数据处理或机器人控制,内核调度优化是关键。

调整CFS调度器的调度周期
  • 参数kernel.sched_latency_ns
  • 设置10000000
  • 效果:增加调度延迟,减少调度频率,从而降低调度开销,提升实时性能。

5. 完整配置文件

sh 复制代码
# /etc/sysctl.conf

# Enable TCP connection reuse
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
# Allows reusing sockets in TIME-WAIT state for new connections, reducing TIME-WAIT connections, suitable for high-concurrency short connections.

# Reduce TCP connection timeout
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
# Accelerates the timeout handling of TCP connections in FIN-WAIT state, enabling faster resource recovery and reuse.

# Increase file descriptor limit
fs.file-max = 65536
# Increases the maximum number of file descriptors that can be opened simultaneously, supporting more concurrent file operations, especially in high file access scenarios.

# Decrease swappiness
vm.swappiness = 10
# Reduces the system's dependence on swap space, prioritizing the use of physical memory, thus improving system response speed and operational efficiency.

# Adjust CFS scheduler latency
kernel.sched_latency_ns = 10000000
# Increases scheduling latency to reduce scheduling frequency, lowering scheduling overhead, and improving real-time performance.

# Apply changes
# After modifying the /etc/sysctl.conf file, apply the changes with:
# sysctl -p
# This command makes the changes take effect immediately and permanently.

完成参数配置后,通过执行 sysctl -p 命令激活上述设置,使其永久生效。

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