2. RT-Linux

本章配套视频介绍:

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《23-在鲁班猫上使用实时RT-Linux》

https://www.bilibili.com/video/BV1Js4y1B7jd/

RT-Linux是一个基于Linux内核的实时操作系统，它结合了Linux操作系统的通用性和实时性能，为开发者提供了一个统一的平台来开发实时应用程序。

RT-Linux的核心是Linux内核的一个实时扩展，它为实时任务提供了必要的调度机制和时间管理。 通过采用抢占式调度策略，高优先级的实时任务可以打断低优先级的任务，确保实时任务能够及时响应。 RT-Linux对任务的调度和中断处理进行了改进，使得任务能够按照预定的时间要求执行。

RT-Linux适用于对时间要求敏感的应用领域，例如工业自动化、机器人控制、航空航天系统等。 它可以提供精确的任务调度和快速的响应时间，以确保系统能够在实时任务的要求下正常运行。

与传统的Linux内核相比，RT-Linux在实时性能方面有所提升，但它并不是一个硬实时系统，无法保证任务的执行时间绝对精确。 对于对时间要求极高的应用，可能需要采用更专门的实时操作系统。

RT-Linux兼容Linux操作系统的通用性，可以利用Linux生态系统中的各种工具和库进行开发。 开发者可以使用广泛的开发工具和资源来构建实时应用程序，从而提高开发效率。

注解

鲁班猫的内核也支持RT-Linux，使用PREEMPT_RT补丁对内核进行修改。

2.1. 鲁班猫RT-Linux安装方法

2.1.1. 在线更新内核

先更新软件包数据库

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sudo apt update

卸载旧的内核：因为旧的内核不兼容RT-Linux，所以要把他卸载

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#卸载旧内核
sudo apt remove linux-headers-6.1.99-rk3576 linux-image-6.1.99-rk3576

获取RT-Linux内核

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#在线安装新内核
sudo apt install linux-headers-6.1.99-rt36-rk3576 linux-image-6.1.99-rt36-rk3576

重启生效内核

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reboot

2.2. 鲁班猫RT-Linux测试

2.2.1. cyclictest

Cyclictest是一个用于测试Linux系统实时性能的工具，它能够测量系统的响应时间和时钟精度。Cyclictest通过创建周期性的负载来评估系统在实时任务处理方面的能力。

注意

该测试为带载测试，负载很大，ssh登录的话，可能会无法进入控制台和显示信息，所以推荐使用串口root登录，下面的命令都是依照串口root登录来写的

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#apt更新软件包
apt update

#安装工具
apt install -y python git

#下载cyclictest的源码
git clone https://github.com/jlelli/rt-tests.git

#进入源码目录
cd rt-tests

#编译源码（如果有报错，应该是依赖没弄好，根据缺失的依赖安装即可）
make -j4

#如果是桌面镜像需额外执行以下命令，lite镜像则不用
sysctl -w kernel.sched_rt_runtime_us=-1

#负载测试（该方法需要在rt-tests目录下面执行）
./cyclictest -t 4  -p 99 -n -m -d 0 & ./hackbench -l -1 -g 15 -f 25 -P &

#空载测试（该方法需要在rt-tests目录下面执行）
./cyclictest -t 4  -p 99 -n -m -d 0

#安装到/usr/bin中（该选项可选）
make install

#负载测试（该选项可选，可在其他目录下执行）
cyclictest -t 4  -p 99 -n -m -d 0 & hackbench -l -1 -g 15 -f 25 -P &

#空载测试（该选项可选，可在其他目录下执行）
cyclictest -t 4  -p 99 -n -m -d 0

hackbench -l -1 -g 15 -f 25 -P 是用来制作负载的

  • -l -1: 表示hackbench将以无限循环方式运行，不会自动退出。

  • -g 15: 设置每个进程组（group）的进程数量为15。每个进程组将会生成一组进程进行通信。

  • -f 25: 设置每个进程组之间的父子关系的数量为25。这决定了进程组之间的通信方式。

  • -P: 使用多个CPU核心来运行测试，以模拟多核系统的情况。

cyclictest -t 4 -p 99 -n -m -d 0

  • -t 4: 指定使用4个线程进行测试。每个线程将创建一个周期性负载。

  • -p 99: 设置线程的优先级为99，这是最高的实时优先级。使用最高优先级可以更好地测试系统的实时性能。

  • -n: 在测试期间禁止休眠。这将防止系统进入休眠状态，以保持系统处于活跃状态。

  • -m: 运行测试前锁定内存。这将防止测试期间的内存分页错误，并提供更一致的测试结果。

  • -d 0: 禁用延迟输出。这将阻止输出每个线程的详细延迟数据，只显示测试的总体统计信息

2.3. 鲁班猫RT-Linux内核源码

仓库地址为：https://github.com/LubanCat/kernel/tree/lbc-develop-6.1-rt36

rk3576对应的分支为：lbc-develop-6.1-rt36

如果需要自行编译RT内核，可在SDK根目录执行以下命令：

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#删除旧内核源码
rm -rf kernel-6.1/
rm -rf kernel

#拉取新内核源码，只拉取最新一次提交，指定lbc-develop-6.1-rt36分支
git clone --depth=1 -b lbc-develop-6.1-rt36 https://github.com/LubanCat/kernel.git

#重命名
mv kernel kernel-6.1

#编译内核deb包
./build.sh kerneldeb

编译出来的linux-headers-6.1.99-rt36-rk3576和linux-image-6.1.99-rt36-rk3576内核deb包传到板卡进行更新即可，或者也可通过编译完整镜像，然后更新系统镜像的方式进行更新。