基于26內(nèi)核的RTAI實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的構(gòu)建

基于2.6內(nèi)核的RTAI實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的構(gòu)建摘要 11安裝Linux操作系統(tǒng) 21.1文件下載安裝 21.2配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù) 22編譯準(zhǔn)備 32.1rtai壓縮包下載并解壓 32.2linux內(nèi)核壓縮包下載并解壓 42.3給內(nèi)核打補(bǔ)丁 52.4配置內(nèi)核 53安裝內(nèi)核 73.1清除垃圾并執(zhí)行編譯 73.2配置并安裝模塊 73.3安裝內(nèi)核并備份 84安裝Rtai 104.1下載安裝MESA庫文件 104.2下載安裝EFLTK包 104.3配置rtai 124.4編譯并安裝rtai 124.5rtai實(shí)時(shí)性測(cè)試 135總結(jié) 156參考文獻(xiàn) 15

摘要本文詳細(xì)介紹了Linux內(nèi)核編譯前的準(zhǔn)備工作、內(nèi)核編譯的具體步驟，使用電腦安裝雙系統(tǒng)的方式，在Window系統(tǒng)安裝好的條件下完成的安裝Ubuntu10.10，安裝過程是通過它內(nèi)置的wubi程序進(jìn)行的系統(tǒng)配置，重啟系統(tǒng)使Ubuntu安裝完成后，在安裝的系統(tǒng)中執(zhí)行相關(guān)的操作。關(guān)鍵字：Ubuntu10.10，Linux內(nèi)核，Rtai

1安裝Linux操作系統(tǒng)1.1文件下載安裝通過ubuntu官網(wǎng)(/desktop/get-ubuntu/download/)下載安裝文件（ubuntu-10.10-desktop-i386.iso），使用虛擬光驅(qū)打開鏡像文件，執(zhí)行wubi.exe文件。在安裝向?qū)Ы缑孢x擇磁盤參數(shù)，然后點(diǎn)擊安裝，開始執(zhí)行解壓到選定的目錄，直到文件執(zhí)行完成，重啟計(jì)算機(jī)。進(jìn)入系統(tǒng)前會(huì)看到在原來的僅有window系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，現(xiàn)在又多了Ubuntu，選擇進(jìn)入，如果是第一次則會(huì)執(zhí)行安裝程序，其中會(huì)涉及到磁盤分區(qū)以及軟件設(shè)置等相關(guān)操作，但都已經(jīng)自動(dòng)完成，直到最后安裝完成，重新啟動(dòng)以進(jìn)入Linux系統(tǒng)，選中Ubuntu后進(jìn)入了一個(gè)可選項(xiàng)顯示Linux系統(tǒng)的版本，選擇并直接進(jìn)入。1.2配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)通過系統(tǒng)->首選項(xiàng)->網(wǎng)絡(luò)連接->有線->添加：則彈出一個(gè)可以設(shè)置網(wǎng)絡(luò)鏈接到窗口，可以自己定義一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接名稱（默認(rèn)Autoeth0），選中自動(dòng)連接復(fù)選框，選擇IPv4設(shè)置tab項(xiàng)，連接方法選擇手動(dòng)，并輸入原來在Window環(huán)境下可以上網(wǎng)的IP配置信息，點(diǎn)擊應(yīng)用并退出則可以上網(wǎng)。其中截圖快捷方式是通過系統(tǒng)->首選項(xiàng)->鍵盤快捷方式，從彈出的窗口中對(duì)窗口截圖操作添加快捷方式。配置好連接之后可以看到連接已經(jīng)建立的彈出窗口提示：2編譯準(zhǔn)備2.1rtai壓縮包下載并解壓解壓到urs/src目錄下，輸入命令：cd/usr/srcsudotar–bzip2–xvfrtai-3.8.tar.bz2解壓結(jié)果為在usr/src目錄下創(chuàng)建了一個(gè)以rtai-3.8命名的文件夾，rtai文件被解壓在里面了，為了以后命令輸入方便，為新建的文件夾rtai-3.8創(chuàng)建一個(gè)名稱為rtai的快截方式，輸入命令：rm–frtaisudoln–fsrtai-3.8rtai命令行窗口的解壓結(jié)果如下圖所示：2.2linux內(nèi)核壓縮包下載并解壓支持rtai最新的內(nèi)核版本為的，從網(wǎng)站上下載未被修改過的源代碼壓縮包（linux-.tar.bz2）來構(gòu)建自訂制系統(tǒng)。同樣要解壓到urs/src目錄下，因?yàn)楝F(xiàn)在本身就在這個(gè)目錄下，就不用轉(zhuǎn)目錄了，輸入命令：sudocpsuoxd/linux-.tar.bz2/usr/srcsudotar–bzip2–xvflinux-.tar.bz2解壓結(jié)果為在usr/src目錄下創(chuàng)建了一個(gè)以linux-命名的文件夾，linux內(nèi)核的原文件被解壓在里面了，為了以后命令輸入方便，為新建的文件夾linux-創(chuàng)建一個(gè)名稱為linux的快截方式，并進(jìn)入該文件夾，以后的操作就是在這個(gè)文件夾下了，輸入命令：rm–flinuxsudoln–fslinux-linuxcdlinux命令行窗口的解壓結(jié)果如下圖所示：2.3給內(nèi)核打補(bǔ)丁進(jìn)入rtai.3.8文件夾下，運(yùn)行對(duì)應(yīng)于當(dāng)前要安裝內(nèi)核的補(bǔ)丁，因?yàn)楫?dāng)前在/usr/src/linux目錄下，所以使用全路徑來訪問補(bǔ)丁文件，并返回linux目錄，輸入命令：sudopatch–p1</usr/src/rtai/base/arch/x86/patches/hal-linux--x86-2.5-00.patchcd/usr/src/linux執(zhí)行解壓時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，沒裝patch命令，則安裝patch后，重新輸入命令，安裝補(bǔ)丁命令：sudoapt-getinstallpatch命令行窗口的patch安裝和打補(bǔ)丁結(jié)果如下圖所示：2.4配置內(nèi)核經(jīng)學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)這個(gè)需要的東西有點(diǎn)多，配置需要涉及到中央處理器(CPU)類型及特性、塊設(shè)備層、電源管理選項(xiàng)、總線選項(xiàng)、網(wǎng)絡(luò)等硬件選項(xiàng)，以及設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、文件系統(tǒng)、分析支持、內(nèi)核hack選項(xiàng)、安全選項(xiàng)、加密選項(xiàng)、庫子程序等系統(tǒng)的軟件選項(xiàng)，其中包括多個(gè)配置工具，如：Makeconfig的配置命令解釋器：對(duì)配置腳本中使用的配置命令進(jìn)行解釋；makexconfig命令的基于Xwindows圖形界面的用戶配置界面；Makemenuconfig的配置用戶界面：提供基于字符界面、基于Ncurses圖形界面；事實(shí)上，由于Linux2.6.32開始引入了一個(gè)makelocalmodconfig用于簡(jiǎn)化kernel的配置，我沒有過于繁重地選擇內(nèi)核的各個(gè)模塊，怕選不好會(huì)影響到以后到編譯及其它執(zhí)行，使用命令拷貝當(dāng)前系統(tǒng)配置。執(zhí)行命令：sudomakeO=/home/build/kernellocalmodconfig，結(jié)果會(huì)不斷要求確認(rèn)設(shè)置不同的環(huán)境變量，還可以使用已經(jīng)發(fā)布的配置文件，只是把系統(tǒng)的配置文件復(fù)制過來就可以了，輸入命令：sudocp–f/boot/config-2-generic.config此處選擇menuconfig進(jìn)行學(xué)習(xí)使用，輸入命令：sudomakemenuconfig，出現(xiàn)錯(cuò)誤提示，經(jīng)過查找資料需要安裝libncourses庫，則執(zhí)行命令：sudoapt-getinstalllibncurses5sudoapt-getinstalllibncurses5-dev則自動(dòng)下載并安裝更新成功了相關(guān)的庫文件，重新執(zhí)行命令：sudomakemenuconfig結(jié)果顯示：…YourdisplayistoosmalltorunMenuconfig!Itmustbeatleast19linesby80columns.make[1]:***[menuconfig]錯(cuò)誤1提示信息為窗口太小，調(diào)整窗口大小后，重新輸入命令執(zhí)行：sudomakemenuconfig由于使用電腦為單核處理器，同時(shí)內(nèi)存空間也相對(duì)較小，所以做些簡(jiǎn)單的修改:截圖結(jié)果如下：3安裝內(nèi)核3.1清除垃圾并執(zhí)行編譯清除一些不必要的文件，這些文件可能會(huì)導(dǎo)致某些編譯錯(cuò)誤，但一般不執(zhí)行也不會(huì)有什么問題，因?yàn)榻?jīng)過很多次重裝并沒有看到那里有文件，清除文件命令：sudomakeclean執(zhí)行編譯，輸入命令：sudomake命令行窗口的編譯結(jié)果如下圖所示：3.2配置并安裝模塊配置模塊輸入命令：sudomakemodules命令行窗口的模塊配置結(jié)果如下圖所示：有圖可見有些問題，說有些不匹配，先不管，執(zhí)行安裝所有編譯并配置好的模塊，輸入命令：sudomakemodules_install命令行窗口的模塊安裝結(jié)果如下圖所示：3.3安裝內(nèi)核并備份輸入命令：sudomakeinstall命令行窗口的內(nèi)核安裝結(jié)果如下圖所示：備份配置文件以備將來使用，輸入命令：sudocp-f.configconfig-my-rel.txt為了在下次編譯新內(nèi)核時(shí)不被覆蓋掉，進(jìn)入boot目錄下備份內(nèi)核鏡象，虛擬磁盤鏡象以及系統(tǒng)鏡象文件，輸入命令：cd/bootsudocp-fvmlinuz-my-rel-sudocp-finitrd-.imgmy-inrd-.imgsudocp-fSystem.map-System.map-my-rel備份后boot文件夾窗口截圖：4安裝Rtai4.1下載安裝MESA庫文件官方文檔說可以登錄網(wǎng)站下載mesalib庫文件，這是一個(gè)通過OpenGL實(shí)現(xiàn)了的3D圖像庫，不過不知道為什么這里沒找到下載連接，沒有找到tar.gz擴(kuò)展名到文件，下載到文件為tar.bz2的擴(kuò)展名我是從csdn上(/source/1101375)下到的，復(fù)制到臨時(shí)文件夾，進(jìn)入臨時(shí)文件夾，進(jìn)行解壓編譯安裝，輸入下面命令即可實(shí)現(xiàn)：sudocp/home/suoxd/MesaLib-7.3.tar.bz2/tmpcd/tmpsudotar-xjfMesaLib-7.3.tar.bz2cdMesa-7.3sudomakelinux-x86-staticsudomakeinstall命令行窗口的MESA庫安裝結(jié)果如下圖所示：4.2下載安裝EFLTK包官方網(wǎng)站上講可以通過執(zhí)行代碼：cvs-d:pserver:anonymous@:/cvsroot/edelogin(pressENTERwhenCVSasksforpassword)cvs-z3-d:pserver:anonymous@:/cvsroot/edecoefltk則實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連接下載，但我沒有能連上CVS源代碼庫服務(wù)器，所以執(zhí)行很多次一直沒能連接成功，結(jié)果都是連接超時(shí)，如圖所示：于是我自己下了個(gè)，下載地址是/wiki/Download，不過一個(gè)官網(wǎng)（/package/efltk）也有多個(gè)版本下，經(jīng)查資料它是由MikkoLahteenmaki開始的，在未正式發(fā)布FLTK2.0基礎(chǔ)上開發(fā)的一個(gè)擴(kuò)展分支，F(xiàn)LTK是一個(gè)輕量級(jí)的GUI開發(fā)庫。但這輕量級(jí)并不代表功能弱，F(xiàn)LTK在具有基本的GUI功能之外，還擁有一些特殊的功能，比如跨平臺(tái)、內(nèi)置OpenGL功能、速度更快、尺寸更小、協(xié)議寬松等。EFLTK在它的基礎(chǔ)上添加了對(duì)XML、Network和databased等功能的支持，在/api/efltk有關(guān)于EFLTK的Modules、ClassHierarchy等詳細(xì)文檔說明。但我在配置的時(shí)候一直沒法成功，一直提示權(quán)限不夠，但進(jìn)入root權(quán)限還是不行，加sudo后的結(jié)果為沒有configh.in的命令，所以這一步?jīng)]能成功，以下為操作過程截圖：sudocp/home/suoxd/ede-1.2.tar.gzsudocp/home/suoxd/efltk-2.0.8.tar.gzcd/tmpsudotarxzfede-1.2.tar.gzsudotarxzfefltk-2.0.8.tar.gzcdefltk./efltk-config.in--prefix=/usr/local--multithread./emake./sudoemakeinstall命令行窗口的配置結(jié)果如下圖所示：命令行窗口的emake結(jié)果如下圖所示：命令行窗口的emakeinstall結(jié)果如下圖所示：4.3配置rtai進(jìn)入rtai安裝的文件夾，并執(zhí)行配置，輸入命令：cd/usr/src/rtaisudomakeconfig命令行窗口的rtai配置結(jié)果如下圖所示：4.4編譯并安裝rtai輸入命令：sudomakesudomakeinstall命令行窗口的rtai編譯結(jié)果如下圖所示：命令行窗口的rtai安裝結(jié)果如下圖所示：4.5rtai實(shí)時(shí)性測(cè)試輸入命令行：cd/usr/realtime/testsuite/user/latencysudo./run輸入命令行：cd/usr/realtime/testsuite/user/preemptsudo./run還有一些其它的測(cè)試命令，如下：cd/usr/realtime/testsuite/user/switches./runcd/usr/realtime/testsuite/kern/latency./runcd/usr/realtime/testsuite/kern/preempt./runcd/usr/realtime/testsuite/kern/switches./run以上這些命令有些因?yàn)閹煳募淮嬖跊]法成功執(zhí)行，而且執(zhí)行過程也非常慢，每次執(zhí)行后會(huì)使電腦慢很多，所以這次又沒成功，后來又試了幾次都沒能使rtaid在自己構(gòu)建的系統(tǒng)上完整運(yùn)行。5總結(jié)雖然經(jīng)過多次嘗試還是沒能成功安裝并實(shí)現(xiàn)Linux的實(shí)時(shí)性功能，但通過整個(gè)安裝過程也對(duì)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)有了初步的了解，也學(xué)到了不少東西，系統(tǒng)的編譯和安裝以及軟件的安裝和運(yùn)行過程并不是同時(shí)完成的。從內(nèi)核源程序壓縮文件的解壓、編譯才能安裝，然后修改啟動(dòng)項(xiàng)后則可以通過重