树莓派打实时补丁（RT-PREEMPT）与实时性测试（cyclictest）

1> 打补丁

将在Ubuntu电脑上完成对树莓派rt补丁的编译，然后拷贝到树莓派中，完成。

1. 建文件夹

mkdir ~/rpi-kernel

cd ~/rpi-kernel

mkdir rt-kernel

2. 下载树莓派实时补丁与编译工具， 放在rt-kernel中

git clone https://github.com/raspberrypi/linux.git -b rpi-4.19.y-rt
git clone https://github.com/raspberrypi/tools.git

3. 手动配置编译环境

   编译工具下载后，在64位ubuntu上编译我们需要的编译工具bin文件在：
   tools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin 目录下，将此目录添加到环境变量PATH中，
   添加方法：(根据自己的的路径添加环境变量)
   

PATH=$PATH:/home/sd/rpi-kernel/tools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin
arm-linux-gnueabihf-gcc -v    //查看版本号

注意：之后的所有make命令都要指明一些环境变量 （自动的也有方法 ）

ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7   

对于Rasbperry Pi 2, 3B(+):  KERNEL=kernel7   （其他树莓派可参考下述链接中的介绍）

后面用 **[指明]**  代替上面环境变量

4. 配置config（在此使用源码自带的config ）

[指明] make bcm2709_defconfig 

注意：若执行上一步出错  根据各自情况 我是安装了bison、flex 后就可以了  

 ls -a  可看到.config

注意：我们可以直接用工程里的配置，但这样的话可能会丢失原来使用的树莓派的配置

5. 开始编译

[指明] make -j4 zImage
[指明] make -j4 modules
[指明] make -j4 dtbs
[指明] make -j4 modules_install
[指明] make -j4 dtbs_install

注意：在编译zImage出现错误，安装libssl-dev  
在编译完成后最后一条命令会显示DEPMOD 4.19.71-rt24-v7,之后在内核源码文件夹中，执行

./scripts/mkknlimg ./arch/arm/boot/zImage ./KERNEL_new.img

这时在本目录下将会出现一个KERNEL_new.img

6. 挂载树莓派sd卡

     sd卡插进Ubuntu电脑中后，自动挂载两个分区：fat、ext4
      fat主要是boot的相关内容；ext4是系统根目录。打开可明显分辨
   

df -h  

可查看俩分区分别挂载的路径

以下用： [fat] 表示boot挂载路径、 [ext4]表示根目录的挂载路径

• 安装modules

sudo [指明] make INSTALL_MOD_PATH=[ext4]  modules_install

• 更新kernel.img文件

cp kernel_new.img  [fat]/

 将前面生成的kernel_new.img 复制入boot分区中，并编辑[fat]/config.txt ，在最后加入 ：kernel=kernel_new.img

• 复制其他相关文件

cp arch/arm/boot/dts/*.dtb   [fat]/
cp arch/arm/boot/dts/overlays/*.dtb* [fat]/overlays/
cp arch/arm/boot/dts/overlays/README [fat]/overlays/

7. 最后完成，将SD卡放回树莓派，开机后无误执行下面命令 ，查看kernel信息是否是打补丁的内核信息 。

uname -a

2> cyclictest 测实时性

这里需要引入一个测试linux性能的工具cyclictest。

1. 安装

   基于管理包安装
   

Debian/Ubuntu系统下可以直接使用apt-get install rt-tests来安装cyclictest。

sudo yum install numactl-devel   #CentOS安装
apt-get install libnuma-dev   #Ubuntu安装

       基于git源码安装

git clone git://git.kernel.org/pub/scm/utils/rt-tests/rt-tests.git
cd rt-tests
git branch testing
git checkout testing
git checkout origin/stable/v1.0
git branch
make
make CROSS_COMPILE=arm-v4t-linux-gnueabi

2. 运行
   在rt-tests目录下 执行 ./cyclictest --help 查看用法 （-n 微秒 -N 纳秒）

#运行5个线程，线程优先级80，无限循环
sudo ./cyclictest -t 5 -p 80 -n  
#clock_nanosleep 线程优先级80，间隔10000微秒，10000次循环，无负载
./cyclictest -t1 -p 80 -n -i 10000 -l 10000  
#POSIX间隔计时器 线程优先级80，间隔10000微秒，10000次循环，无负载
./cyclictest -t1 -p 80 -i 10000 -l 10000

3. 结果分析

结果：      T: 0 (17769) P:80 I:10000 C:  10000 Min:  3 Act:  13 Avg: 14 Max: 36

T: 0 序号为0的线程
P: 0 线程优先级为0
C: 9397 计数器。线程的时间间隔每达到一次，计数器加1
I: 1000 时间间隔为1000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)

3>参考链接

四足机器人高算力、低成本主控第一步：给树莓派打上RT实时补丁
树莓派-内核开发-说明 下载代码 编译 替换内核
Cyclictest 简介 安装 测试