构建实时 Linux 内核 [社区贡献]

本教程从在 Intel x86_64 上安装全新 Ubuntu 20.04.1 开始。实际内核是 5.4.0-54-generic，但我们将安装最新的稳定 RT_PREEMPT 版本。要构建内核，您至少需要 30GB 的可用磁盘空间。

查看 https://wiki.linuxfoundation.org/realtime/start 以获取最新稳定版本，在撰写本文时，这是“最新稳定版本 5.4-rt”。如果我们单击`链接 <http://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt/5.4/>`_，我们将获得确切的版本。目前它是 patch-5.4.78-rt44.patch.gz。

../../_images/realtime-kernel-patch-version.png

mkdir ~/kernel

并切换到

cd ~/kernel

我们可以使用浏览器访问 https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ 并查看版本是否存在。您可以从站点下载它并将其手动从 /Downloads 移动到 /kernel 文件夹，或者通过右键单击链接并使用“复制链接位置”使用 wget 下载它。示例：

wget https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.4.78.tar.gz

解压

tar -xzf linux-5.4.78.tar.gz

从 http://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt/5.4/ 下载与我们刚刚下载的内核版本匹配的 rt_preempt 补丁

wget http://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt/5.4/older/patch-5.4.78-rt44.patch.gz

解压

gunzip patch-5.4.78-rt44.patch.gz

然后使用以下命令切换到 linux 目录

cd linux-5.4.78/

并使用实时补丁对内核进行修补

patch -p1 < ../patch-5.4.78-rt44.patch

我们只想使用 Ubuntu 安装的配置，因此我们获取 Ubuntu 配置

cp /boot/config-5.4.0-54-generic .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，使用以下命令安装它们

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

要启用所有 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。我们调用

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

保存并退出 menuconfig。现在我们要构建内核，这将需要相当长的时间。（现代 CPU 上需要 10-30 分钟）

make -j `nproc` deb-pkg

After the build is finished check the deb packages

ls ../*deb
../linux-headers-5.4.78-rt41_5.4.78-rt44-1_amd64.deb  ../linux-image-5.4.78-rt44-dbg_5.4.78-rt44-1_amd64.deb
../linux-image-5.4.78-rt41_5.4.78-rt44-1_amd64.deb    ../linux-libc-dev_5.4.78-rt44-1_amd64.deb

然后我们安装所有内核 deb 包

sudo dpkg -i ../*.deb

现在应该安装实时内核了。重启系统并检查新内核版本

sudo reboot
uname -a
Linux ros2host 5.4.78-rt44 #1 SMP PREEMPT_RT Fri Nov 6 10:37:59 CET 2020 x86_64 xx