在raspbian系统上打rt补丁

描述：raspbian系统是针对raspberry pi专门优化、基于Debian的系统；这款OS对浮点运算有更好的支持；但该系统是软实时系统，需要打上rt补丁，将系统修改成硬实时系统，以此保证实时任务在1ms内得到相应；

下面记录完整步骤：

a、编译树莓派内核所需的工具大部分已经集成在Raspbian发行版，唯一需要安装的是浮点运算工具bc：

      $ sudo apt-get install bc

 

 

b、获取树莓派Linux内核源码：

      $  git clone --depth=1 https://github.com/raspberrypi/linux

   此行命令默认是找最新版本的内核版本，现在默认是获取4.4.14+版本，但后面的rt补丁网站上找不到相对应版本补丁；这样就会导致部署freempt_rt补丁错误；所以要想找到对应版本的Linux内核和rt补丁，就需要在https://github.com/raspberrypi/linux上下载各种Linux内核版本，然后再rt补丁网站上找相对应的版本，进行测试验证；如果编译通过，证明二者相对应；

   我下载的内核版本是：linux-rpi-4.4.y_irq；

       $  cd linux

  

c、获取树莓派内核编译配置文件.config，该文件可从/proc/config.gz中获取，或者通过make生成：

 

此处利用红框内命令；

 

d、获取并部署PREEMPT_RT补丁：

$wget https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt/4.4/older/patch-4.4-rt2.patch.xz 

$xzcat patch-4.4-rt2.patch.xz  | patch -p1

 

运行xzcat命令，中间不需要人工任何参与，否则只能代表你找的rt补丁版本和Linux内核版本不相对应；

 

e、安装ncurses软件包：

如果不安装此软件包，运行make menuconfig 命令会报如下错误：

 

离线下载ncurses软件包，安装命令如下：

pi@raspberrypi:~$ chmod -R 777 ncurses-5.9.tar.gz

pi@raspberrypi:~$ tar -zxvf ncurses-5.9.tar.gz

pi@raspberrypi:~$ cd ncurses-5.9/

pi@raspberrypi:~/ncurses-5.9$ sudo su

root@raspberrypi:/home/pi/ncurses-5.9# ./configure

root@raspberrypi:/home/pi/ncurses-5.9# make -j4

root@raspberrypi:/home/pi/ncurses-5.9# make install

 

安装ncureses之后，然后再运行 $make menuconfig 命令，即可进行内核配置了；

 

f、通过make menuconfig配置PREEMPT_RT编译开关：

$ make menuconfig

进入Kernel Features -> Preemption Model中，选择Fully Preemptible Kernel (RT)：

 

 

 

 

g、开始编译，并将编译好的内核安装到/boot分区中：

$ make -j4 zImage modules dtbs

$ sudo make modules_install

$ sudo cp arch/arm/boot/dts/*.dtb /boot/

$ sudo cp arch/arm/boot/dts/overlays/*.dtb* /boot/overlays/

$ sudo cp arch/arm/boot/dts/overlays/README /boot/overlays/

$ sudo chmod a+x scripts/mkknlimg

$ sudo scripts/mkknlimg arch/arm/boot/zImage /boot/$KERNEL.img

其中’make -j4’是指采用4条线程同时进行编译，充分利用树莓派CPU中的四个核心，可以大大提高编译速度。

编译并安装完成后重启。

h、重启完成后，利用如下命令查看是否编译并安装成功，如果看到PREEMPT RT，则说明内核编译并安装成功：

$ uname -a

 

 

i、Cyclictest 安装与测试：

$ git clone git://git.kernel.org/pub/scm/utils/rt-tests/rt-tests.git

$ cd rt-tests

$ make all

$ sudo cp ./cyclictest /usr/bin/

$ cyclictest --help

 

测试命令：

 

非实时性系统测试结果及系统内核版本：

 

 

 

实时性系统测试结果及系统内核版本：

 

 

树莓派在编译程序的情况下(make -j4),同时运行实时性测试命令：

$sudo cyclictest -l1000000 -m -n -a0 -t1 -p99 -i400 -h400 -q

 

从上图来看，raspbian rt 系统能够保证任务在1ms内相应。