Ubuntu22.04编译安装实时内核

下载安装

1.查看自己系统目前的内核版本

uname -r

2.下载安装实时内核文件

目前系统版本是Ubuntu 22.04.5 LTS，内核版本是 6.8.0-40。因此我需要安装6.8.2版本的PREEMPT_RT内核，在这个网站。（安装和当前默认内核最接近的RT内核，遇到问题的可能性最小）

下载 patch-6.8.2-rt11.patch.gz

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…/
incr/ 03-Apr-2024 15:36 -
older/ 03-Apr-2024 15:36 -
patch-6.8.2-rt11.patch.gz 03-Apr-2024 15:36 59K
patch-6.8.2-rt11.patch.sign 03-Apr-2024 15:36 438
patch-6.8.2-rt11.patch.xz 03-Apr-2024 15:36 51K
patches-6.8.2-rt11.tar.gz 03-Apr-2024 15:36 106K
patches-6.8.2-rt11.tar.sign 03-Apr-2024 15:36 438
patches-6.8.2-rt11.tar.xz 03-Apr-2024 15:36 83K
sha256sums.asc 03-Apr-2024 15:40 1253

---

这个网站linuxfoundation可以查看最新的PREEMPT_RT内核。

创建一个新的文件夹：

mkdir ~/kernel

进入这个文件夹：

cd ~/kernel

从这个网站 https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v6.x/ 去下载 6.8.2版本的内核文件：

wget https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v6.x/linux-6.8.2.tar.gz

你也可以手动下载这个文件，然后复制到kernel文件夹。

解压：

tar -xzf linux-6.8.2.tar.gz

下载对应的rt_preempt patch, 对我们来说就是刚刚的patch-6.8.2-rt11.patch.gz

wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt/6.8/patch-6.8.2-rt11.patch.gz

你也可以手动下载，然后拷贝到kernel文件夹。

解压

gunzip patch-6.8.2-rt11.patch.gz

切换目录，打实时补丁

cd linux-*/
patch -p1 < ../patch-*.patch

复制当前引导的内核配置作为新实时内核的默认配置

cp -v /boot/config-$(uname -r) .config

打开“软件和更新”。在 Ubuntu 软件菜单中勾选“源代码”框

我们需要一些工具来构建内核，安装它们：

sudo apt-get build-dep linux
sudo apt-get install zstd
sudo apt-get install libncurses-dev flex bison openssl libssl-dev dkms libelf-dev libudev-dev libpci-dev libiberty-dev autoconf fakeroot

启用所有 Ubuntu 配置，我们只需使用：

yes '' | make oldconfig

然后我们需要在内核中启用rt_preempt：

make menuconfig

并设置以下内容：

# Enable CONFIG_PREEMPT_RT
-> General Setup-> Preemption Model (Fully Preemptible Kernel (Real-Time))(X) Fully Preemptible Kernel (Real-Time)# Enable CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
-> General setup-> Timers subsystem[*] High Resolution Timer Support# Enable CONFIG_NO_HZ_FULL
-> General setup-> Timers subsystem-> Timer tick handling (Full dynticks system (tickless))(X) Full dynticks system (tickless)# Set CONFIG_HZ_1000 (note: this is no longer in the General Setup menu, go back twice)
-> Processor type and features-> Timer frequency (1000 HZ)(X) 1000 HZ# Set CPU_FREQ_DEFAULT_GOV_PERFORMANCE [=y]
->  Power management and ACPI options-> CPU Frequency scaling-> CPU Frequency scaling (CPU_FREQ [=y])-> Default CPUFreq governor (<choice> [=y])(X) performance->  Cryptographic API ->  Certificates for signature checking (at the very bottom of the list) -> Provide system-wide ring of trusted keys -> Additional X.509 keys for default system keyringRemove the “debian/canonical-certs.pem” from the prompt and press Ok->  Cryptographic API ->  Certificates for signature checking (at the very bottom of the list) -> Provide system-wide ring of trusted keys -> X.509 certificates to be preloaded into the system blacklist keyring Remove the “debian/canonical-certs.pem” from the prompt and press Ok

保存以上配置，退出 。

编译内核：

make -j `nproc` bindeb-pkg

如果需要编译src pkg，请运行"make deb-pkg"，但是你必须通过git拉取linux kernel的源代码树，并checkout v6.8.2 tag，然后按上面的过程打实时补丁，并修改内核配置文件。

git clone https://kernel.googlesource.com/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux.git
git checkout v6.8.2

根据CPU性能大概需要10-30分钟。

然后我们安装所有内核 debian 软件包

ls -l ../*.deb
-rw-r--r-- 1 zt zt    9881878 10月 27 14:10 ../linux-headers-6.8.2-rt11_6.8.2-5_amd64.deb
-rw-r--r-- 1 zt zt  173899106 10月 27 14:09 ../linux-image-6.8.2-rt11_6.8.2-5_amd64.deb
-rw-r--r-- 1 zt zt 1320705494 10月 27 14:44 ../linux-image-6.8.2-rt11-dbg_6.8.2-5_amd64.deb
-rw-r--r-- 1 zt zt    1398982 10月 27 14:09 ../linux-libc-dev_6.8.2-5_amd64.deb
sudo dpkg -i ../*.deb

现在应该安装实时内核了。重新启动系统并检查新的内核版本

sudo rebootzt@zt-ROScube-I-ET:~$ uname -a
Linux zt-ROScube-I-ET 6.8.2-rt11 #5 SMP PREEMPT_RT Sun Oct 27 13:59:50 CST 2024 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

测试实时性

1.git 仓库源码安装

git clone git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/clrkwllms/rt-tests.git

2.进入git仓库

cd rt-tests 

3.安装依赖并使用make编译

sudo apt-get install apt-file libnuma-dev 

4.编译

make

4.测试

sudo ./cyclictest -t1 -p 80 -n -i 10000 -l 10000

我使用这个命令测试的结果如下：

# /dev/cpu_dma_latency set to 0us
policy: fifo: loadavg: 0.28 0.31 0.19 1/685 2625T: 0 ( 2587) P:80 I:10000 C:  10000 Min:      2 Act:    2 Avg:    2 Max:      11

输出结果含义:
T: 0 序号为0的线程
P: 80 线程优先级为80
C: 7348 计数器。线程的时间间隔每达到一次，计数器加1
I: 10000 时间间隔为10000微秒(us)
Min: 最小延时(us)
Act: 最近一次的延时(us)
Avg：平均延时(us)
Max： 最大延时(us)

所以我们当前的机器上最小延时为2，平均为2，最大的为 11。