编译RTLinux(Preempt Rt)

文章详细介绍了如何下载内核源码,应用实时补丁,进行编译和安装的过程。首先选择并下载相应版本的内核和RT补丁,然后在/usr/src下解压并安装必要套件。接着,对内核源码打补丁,配置内核选项以实现完全抢占式实时内核,并进行多线程编译。最后,执行makeinstall安装内核,重启系统,并通过rt-tests进行实时性测试。由于部分套件在源中找不到,作者通过修改sources.list添加新源来解决。

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下载内核及源码

根据当前内核版本,选择一个版本相同或更新一些的版本。
在这里插入图片描述这里下载4.9.250内核版本及rt补丁
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解压文件

在/usr/src创建一个目录,把内核及补丁文件放在这里,然后解压
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安装套件

根据必要的套件,根据本身系统,安装额外的套件apt-get install *
这里只安装了 apt-get install patch libncurses5-dev libssl-dev libc6-dev bison
Debian9源找不到 libncurses5-dev,好像在安装光盘资源里,直接使用网络资源安装的一直定位不到资源包,后来把安装U盘插上挂在,修改了sources.list文件,增加了deb file:这个源,安装成功,不知道后续编译到底用没用到这个套件。

为内核源码打补丁

将rt补丁cp到内码路径下,然后使用patch打补丁
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清理,拷贝config

make mrproper或make clean进行清理,然后cp当前内核的config,并命名为.config,该文件隐藏?
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make menucofig

键入make menuconfig回车进入图形化交互界面设置,不同的版本,各选项位置可能不同。
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“Processor type and features” -> “Preemption Model” -> 选择 “Fully Preemptible Kernel(Real-Time)”
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“Processor type and features” -> “Timer frequency” -> 选择"1000Hz "
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“Device Drivers” -> 去掉"Staging drivers"(按空格)
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保存配置
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编译RTLinux内核

make -jn, -jn表示n线程编译
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Make install

make modules_install
make install
查看/boot 目录下是否有生成的rt核心, 应该生成对应版本的config、System.map、initrd.img、vmlinuz文件。
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重启系统后,查看系统版本
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实时性测试

使用rt-tests进行实时性测试。
这里直接使用apt-get install rt-tests未找到源,费了一番周折,使用源码编译。
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原非rt内核上测试结果
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引用

硬实时RTLinux?为Linux打实时preempt_rt补丁
硬实时RTLinux安装配置详解
rt-tests源码编译安装

<think>好的,用户现在问的是在编译时如何配置为preempt rt。首先,我需要回顾之前的对话历史。用户之前询问的是在Ubuntu 20.04 ARM64上编译安装LinuxCNC,而现在他们转向了如何配置实时内核,特别是PREEMPT_RT。这说明用户可能在编译LinuxCNC时遇到了实时性能的问题,或者他们了解到实时内核的重要性,想要进一步优化系统。 用户可能正在尝试提高LinuxCNC的实时性能,而ARM架构下默认的内核可能没有启用实时补丁。在之前的回答中,我提到过推荐使用实时内核,但ARM的支持可能与x86不同。现在用户需要具体的步骤来配置PREEMPT_RT,所以需要详细说明如何获取、打补丁、编译和安装实时内核。 首先,我需要确认用户是否了解PREEMPT_RT的作用。PREEMPT_RTLinux内核的一个补丁,用于增强实时性,允许任务以更低的延迟被调度。这对于LinuxCNC这样的实时控制系统非常重要,尤其是在运动控制中需要高精度的定时。 接下来,我需要考虑用户的系统环境是Ubuntu 20.04 ARM64,因此步骤需要针对该环境进行调整。比如,内核源码的获取、ARM64的配置,以及编译时的特定参数。 可能存在的挑战包括:找到对应内核版本的PREEMPT_RT补丁,确保补丁与内核版本兼容,处理编译过程中可能出现的依赖问题或配置错误。此外,用户可能在应用补丁时遇到问题,比如补丁不适用于当前内核版本,或者配置选项不正确。 我需要分步骤解释整个过程,包括安装依赖、下载内核源码和RT补丁、打补丁、配置内核(尤其是启用CONFIG_PREEMPT_RT),编译内核,安装内核并更新引导配置。此外,还要提醒用户检查内核是否成功启用实时特性,以及如何处理常见问题,比如依赖缺失或编译错误。 还需要注意用户可能不熟悉内核编译的细节,所以步骤要详细,并给出具体的命令示例。例如,使用apt-get source获取源码,使用wget下载补丁,使用patch命令应用补丁,使用make menuconfig进行配置等。 另外,用户可能需要知道如何验证内核是否成功安装并启用了PREEMPT_RT,因此需要指导他们检查/boot/config-*文件或使用uname -a命令。此外,提醒用户备份当前内核,以防编译失败导致系统无法启动。 最后,考虑到用户之前是在ARM64架构下编译LinuxCNC,可能需要特别指出ARM64下启用PREEMPT_RT的注意事项,比如某些配置选项可能不同,或者性能可能不如x86平台,这符合之前提到的ARM限制。 总结下来,回答需要结构清晰,逐步引导用户完成配置PREEMPT_RT的过程,同时预见到可能的问题并提供解决方案,确保用户能够顺利完成实时内核的配置,从而优化LinuxCNC的运行环境。</think>以下是在Ubuntu 20.04 ARM64系统中为内核启用 **PREEMPT-RT**(实时抢占)的完整配置指南: --- ### **1. 内核与补丁选择** #### 关键原则 - **版本匹配**:必须选择**支持PREEMPT-RT补丁的内核版本**(如5.4/5.10等LTS版本) - **官方补丁源**:从[内核实时补丁仓库](https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt/)下载对应版本补丁 #### 操作步骤 ```bash # 安装编译依赖 sudo apt install -y build-essential libncurses-dev flex bison libssl-dev # 获取内核源码(以5.10.198为例) apt-get source linux-source-5.10.0 cd linux-5.10.0/ # 下载RT补丁(必须与内核小版本完全匹配) wget https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt/5.10/patch-5.10.198-rt100.patch.xz unxz patch-5.10.198-rt100.patch.xz # 应用补丁 patch -p1 < patch-5.10.198-rt100.patch ``` --- ### **2. 内核配置** #### 核心配置项 通过 `make menuconfig` 启用以下选项: ```text General setup -> Preemption Model (Fully Preemptible Kernel (RT)) # 必须选择 -> Timer frequency (1000 HZ) # 推荐值 Kernel Features -> Preemptible hierarchical RCU # 启用RCU抢占 Device Drivers -> Staging drivers -> Real-Time Scheduling Instrumentation # 关闭此选项 ``` #### 快速验证配置 ```bash # 检查生成的.config文件应包含: grep CONFIG_PREEMPT_RT .config # 期望输出:CONFIG_PREEMPT_RT=y ``` --- ### **3. 编译与安装** ```bash # 针对ARM64架构编译 make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- olddefconfig make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- -j$(nproc) Image modules dtbs # 安装内核 sudo make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- modules_install sudo cp arch/arm64/boot/Image /boot/vmlinuz-5.10.198-rt100 ``` --- ### **4. 引导配置** ```bash # 更新/boot/grub/grub.cfg sudo update-initramfs -c -k 5.10.198-rt100 sudo update-grub ``` --- ### **5. 验证实时特性** ```bash # 检查内核类型 uname -v | grep PREEMPT_RT # 测试实时延迟(需安装rt-tests) cyclictest -t1 -p80 -n -i 10000 -l 10000 ``` **合格指标**: $$ \text{最大延迟} \leq 50\mu s \quad (\text{工业控制建议阈值}) $$ --- ### **6. 常见问题处理** | 问题现象 | 解决方案 | |---------|----------| | 补丁应用失败 | 检查内核与补丁版本是否完全匹配 | | 编译时RCU报错 | 在配置中禁用 `CONFIG_RCU_BOOST` | | 启动卡死 | 尝试关闭`CONFIG_DEBUG_PREEMPT`调试选项 | --- ### **注意事项** 1. **ARM架构限制**:相较于x86平台,ARM64的实时延迟通常高2-3倍 2. **性能调优**:可通过CPU隔离(`isolcpus`参数)提升实时性 3. **硬件兼容性**:部分ARM开发板(如树莓派)的实时性受硬件定时器限制 建议参考官方文档: $$ \text{RT-Preempt Wiki} \Rightarrow \url{https://wiki.linuxfoundation.org/realtime/} $$
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