Linux Ubuntu 22.04 安装实时内核补丁 PREEMPT_RT

sudo su
xz -cd linux-6.8.2.tar.xz | tar xvf -
cd linux-6.8.2
xzcat ../patch-6.8.2-rt11.patch.xz | patch -p1
exit

5. 配置内核

1. 复制系统当前内核的 .config 文件（无论当前是哪个内核版本都可以）

cp -v /boot/config-6.8.0-40-generic .config

2. 进入图形化界面配置 .config 文件

make menuconfig

3. 需要改动的地方如下：

General Setup -> Timers subsystem -> Timer tick handling 设置为 Full dynticks system
General Setup -> Timers subsystem 开启 High Resolution Timer Support
General Setup -> Preemption Model 设置为 Fully Preemptible Kernel (Real Time) RT
Processor type and features -> Timer frequency 设置为 1000 HZ
Device Drivers -> staging drivers 设置为 不开启 ——[ ] 默认开启，按 N 取消

理论上只有高亮的两条需要配置其他都是默认的，最后 save 保存一下。

6. 编辑 Config 文件

CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYS=""
CONFIG_SYSTEM_REVOCATION_KEYS=""
CONFIG_DEBUG_INFO=n
不然新内核带 debug 信息超大。

7. 编译带 RT 补丁的内核

其中 -j$(nproc) 表示使用本机的全部线程数进行编译。

下面这一条指令是最慢的，CPU 内核数越多速度越快，因为是全量编译，drivers/是最大最耗时的，其次是 fs/、net/、kernel/、arch/和 sound/。

make -j$(nproc)
sudo make INSTALL_MOD_STRIP=1 modules_install
sudo make install

8. 查看是否成功

cd /boot
ls | grep rt

查看/boot 目录下是否有生成的 rt 核心，应该包括以下 4 个文件：

• config-6.8.2-rt11
• initrd.img-6.8.2-rt11
• System.map-6.8.2-rt11
• vmlinuz-6.8.2-rt11

如果都有，则重启电脑，（在 make install #安装内核完成后）系统将把'Linux 6.8.2-rt11'列进 GRUB 菜单第一条（默认启动项）。

reboot

重启后并确认当前内核版本，后缀为 rt，就表明你已经完成！

uname -r
uname -a

9. 设置用户权限以使用 RT 实时调度（关键一步）

为了能够以用户权限调度线程（驱动程序将执行此操作），您需要通过更改 /etc/security/limits.conf 文件来修改用户的限制。

建议为实时用户设置一个组，而不是将固定的用户名写入配置文件：

sudo groupadd realtime
sudo usermod -aG realtime $(whoami)

然后，确认当前文件夹下是否包含以下内容，没有则进行添加：

sudo vi /etc/security/limits.conf

@realtime soft rtprio 99
@realtime soft priority 99
@realtime soft memlock 204800
@realtime hard rtprio 99
@realtime hard priority 99
@realtime hard memlock 204800

• rtprio : 实时调度的优先级
• priority : 最高调度优先级
• memlock : 是内存锁定的大小，单位为 KB，防止应用程序的内存被交换到磁盘（即锁定内存），从而保证高性能

重新登录或重启（必须！）输入以下指令，结果一致说明配置成功～

ulimit -r
ulimit -l

10. 测试实时性

安装 rt_test 测试工具

sudo apt-get install rt-tests

运行测试 5 个线程，线程优先级 99，以 ns 单位显示时间

sudo cyclictest -t 5 -p 99 -N -m

测试结果中各项含义如下

11. 启动设置

在 /etc/default/grub 中配置开机自动选择

sudo vi /etc/default/grub

GRUB_TIMEOUT=10 %超时时间，单位 s
GRUB_DEFAULT="1>2" %1 代表默认启动第 2 个内核，2 代表所启动内核 1 中的第 3 个（序号从 0 开始）

然后更新 grub

sudo update-grub

注意事项

/etc/security/limits.conf 只是把'允许'的门槛打开：让你指定的用户或组有权把线程/进程调度策略设成 SCHED_FIFO、SCHED_RR，并把优先级调到 99。它并不会自动把任何线程的调度策略改成实时。

因此：

• 不调用 pthread_attr_setschedpolicy(..., SCHED_FIFO)（或 sched_setscheduler），线程仍然是默认的 SCHED_OTHER，优先级固定为 0。
• 只有在你显式设置 SCHED_FIFO/SCHED_RR 并给出优先级 99 后，系统才会真正按实时线程来调度它。

给出 C/C++ 设置代码

void set_thread_realtime(int priority) {
    struct sched_param sp = { .sched_priority = priority };
    pthread_setschedparam(pthread_self(), SCHED_RR, &sp);
}
int main(int argc, char *argv[]) {
    set_thread_realtime(99); // 99 是优先级
}

常见问题

问题一：无法定位软件包 zlibc、libidn11

建议优先通过包管理器安装，若需手动安装旧版 deb 包请确保来源可靠。

手动安装旧包

# 手动安装旧包
sudo dpkg -i zlibc_*.deb libidn11_*.deb

问题二：Mac 和依赖问题

情况一：libncurses-dev，版本不对，导致依赖链断裂。

报错如图所示： 下列软件包有未满足的依赖关系：libncurses-dev : 依赖：libtinfo6 (= 6.3-2ubuntu0.1) 但是 6.4+20240113-1ubuntu2 正要被安装...

解决： 先安装（切换 root）

sudo su
apt install aptitude
aptitude install libncurses-dev

点击 n 采取降级方案，之后输入 Y。

正常的话便可以安装了

apt-get install libncurses5-dev

情况二：缺少 flex（或 bison）

报错如图所示： make[2]: *** [scripts/Makefile.host:9:scripts/kconfig/lexer.lex.c] 错误 127 make[1]: *** [/usr/src/rt_kernel/linux-6.8.2/Makefile:689:menuconfig] 错误 2 make: *** [Makefile:240:__sub-make] 错误 2

说明在生成 lexer.lex.c 时，缺少 flex（或 bison）这类词法/语法生成器。直接根据下面命令安装就可以

sudo apt install flex bison

情况三：补装常见缺失依赖

报错命令如下所示： compilation terminated. make[5]: *** [/usr/src/rt_kernel/linux-6.8.2/tools/build/Makefile.build:106:/usr/src/rt_kernel/linux-6.8.2/tools/objtool/arch/x86/decode.o] 错误 1...

建议先补充依赖

# 1. 补装常见缺失依赖
sudo apt update
sudo apt install build-essential libncurses-dev bison flex libssl-dev libelf-dev bc

理论上处理完这一步应该就可以编译了

# 2. 如果还是不行就确认一下 gcc 版本
gcc --version
# 若 >13，建议切回 11/12
sudo apt install gcc-12 g++-12
export CC=gcc-12
export CXX=g++-12