Compilando o RTAI no Ubuntu

Para os meus colegas que já estavam cobrando a um tempo, aqui vai o resumo dos procedimentos de compilação do RTAI no Ubuntu. Basicamente são os mesmos passos que o Debian. Lembrar que a compilação do RTAI NÃO funciona no gcc 4.3, então você DEVE usar a versão 3.4.

Aqui descreve-se os procedimentos básicos para a compilação de um kernel vanilla no ambiente Ubuntu. A versão utilizada no Ubuntu é a versão 7.10. Povavelmente o procedimento funcione com outras versões do Ubuntu, bem como outras distribuições baseadas no Debian. Utilizou-se o jeito Debian de se compilar e instalar o kernel do Linux.

Procedimento de Compilação do Kernel de Tempo Real

Os procedimentos a seguir devem ser realizados como superusuário (root), inclusive os testes no RTAI.

Preparativos

1. Criar diretorio dos fontes:
   
   $ mkdir /usr /usr/src
   


2. Ir para o diretorio de fontes:
   
   $ cd /usr/src
   


3. Baixar o linux e o rtai:
   
$ wget www.rtai.org/RTAI/rtai-3.6.bz2
$ ftp ftp.kernel.org
login> anonymous
pass>
ftp> pass
ftp> bin
ftp> cd /pub/linux/kernel/v2.6/
ftp> get linux-2.6.23
   


4. Descompactar os fontes:
   
$ tar xjf rtai-3.6.tar.bz2
$ tar xjf linux-2.6.23.tar.bz2
   


5. Criar os links simbólicos:
   
$ ln -s linux-2.6.23/ linux
$ ln -s rtai-3.6/ rtai
   

Provavelmente o leitor que replicar estes procedimentos o fará somente uma vez enquanto que os demais procedimentos serão executados inúmeras vezes.

Compilando o Kernel

• Linux mais recente suportado: linux-2.6.23
• Rtai mais recente: rtai-3.6
  

1. Ir ao diretorio do linux:
   
   $ cd linux
   


2. Aplicar o patch do RTAI no Linux:
   
   $ patch -p1 < ../rtai/base/arch/i386/patches/hal-linux-2.6.23-i386-1.12-00.patch
   


3. Copiar a configuração atual:
   
   $ cp /boot/config-`uname -r` .config
   


4. Editar a configuração:
   
   $ make menuconfig
   
   
5. Opções a serem editadas:
   
   1. General Setup
      
      1. Prompt for development and/or incomplete code/drivers: Y
      2. Local version - append to kernel release: -rtai
      
      
   2. Enable loadable module support: Y
      
      1. Module versioning support: N
      
      
   3. Processor Type and Features
      
      1. Interrupt Pipeline: Y
      2. Timer frequence: 1000 Hz
      3. Preemption model: Low Latency Desktop
      
      
   4. Kernel hacking
      
      1. Compile the kernel with debug info: N
      2. Compile kernel with frame poiters: N
      
      
   5. Obs.: Pode ser necessário e é extremamente recomendável, segundo o manual do RTAI, desabilitar as opções relacionadas ao Gerenciamento de Energia: ACPI, APM e Graduação da Freqüência da CPU.
   
   
6. Opções a serem editadas para o meu caso:
   
   1. Processor Type and Features
      --> Processor Family: Core 2/newer Xeon
      --> Hyperthreading: N
      
   
   
   2. Device Drivers -> Sound -> Advanced Linux Sound Architecture -> PCI Devices
      --> Intel HD Audio: N
      
   
   
   3. Obs. 1: Desabilitar todas as opções que não são relativas ao hardware diminui o tempo de compilação
   
   
   4. Obs. 2: Necessitei deixar as opções de Gerenciamento de Energia habilitada para a compilação, mas no boot do kernel utilizo as opções noacpi e noapm
   
   
7. Compilando:
   
   $ make-kpkg --initrd kernel_image kernel_headers
   


8. Aguardar o término da compilação. Pode levar horas.


9. Ir para a pasta src:
   
   $ cd ..
   


10. Criar a pasta de firmware para esta instalação [Um bug no pacote criado gera uma mensagem de erro durante a posterior instalação do pacote, por isso a necessidade deste passo]:
    
    mkdir /lib/firmware/2.6.23-rtai
    


11. Instalar os pacotes Debian criados:
    
    $ sudo dpkg -i *.deb
    


12. Reiniciar com o kernel novo.
    

Compilando o RTAI

1. Apagar qualquer versão anterior
   
   $ rm -rf /usr/realtime
   


2. Ir ao diretorio do RTAI:
   
   $ cd /usr/src/rtai
   


3. Configurar RTAI
   
   $ make menuconfig
   


4. Compilar RTAI
   
   $ make
$ make installs
   


5. Reboot
   
   $ reboot
   


6. Ir ao diretorio do testsuit:
   
   $ cd /usr/realtime/testsuit/user
   


7. Testar a instalação
   
   $ cd latency
$ ./run
$ cd ../preempt
$ ./run
$ cd ../switch
$ ./run
   

Testando o RTAI

Para se saber se o sistema está aceitável ou não, a implementação do RTAI contém um conjunto de programas de teste e calibração: o testsuit para os testes. O objetivo é que a latência seja baixa, sem overruns e valores de tempo de troca de contexto o menor e menos variante possível.

O resultado dos testes realizados em minha máquina após todo o procedimento de instalação está mostrado abaixo, as quais mostram respectivamente o resultado do teste de latência, preempção e troca. Note que o número de overruns é zero. Os testes foram executados com carga, isto é, no momento do teste, a interface gráfica estava ativa e rodando várias aplicações de usuário, em especial, em um terminal estava sendo rodado o programa flops.