[Raspberry] Real-Time Kernel Installation Guide
필자가 이더켓을 라즈베리파이를 이용해서 이더켓 마스터와 클라이언트를 구현하기 위해서 자룔를 찾다가 보니 라즈베리파이에 W5500을 이용해서 구현한 마스터 샘플를 찾았는데 라즈베리에서 이용하려면 리얼타임 커널 패치를 하라고 되어있었다.
필자가 작성한 문서가 약 1년 쯤 전이었으니, 아마 커널은 조금 변경 되었지 싶긴한데 변경된 버전만 찾으면 되니까... 라즈베리파이에 리얼타임을 적용하는 방법을 안내하도록 하겠다.
1. Rasbian Buster Real-Time system using Preempt-RT
1.1. Getting the source
본 가이의 대부분 (커널 구성 및 컴파일)은 Raspberry Pi!가 아니라 Linux를 실행하는 호스트 컴퓨터 (x86 / x64)에서 수행됨, 라즈베리파이에서 실행할 부분은 별도 표시.
(1) 작업디렉터리 생성
| ~$ mkdir ~/rpi-kernel ~$ cd ~/rpi-kernel ~rpi-kernel$ mkdir rt-kernel |
(2) 커널 소스 및 툴체인 다운로드
커널 다운로드
| ~/rpi-kernel$ git clone https://github.com/raspberrypi/linux.git -b rpi-4.19.y-rt ~/rpi-kernel$ git clone https://github.com/raspberrypi/tools.git |
1.2. Environment Setting
(1) 크로스 컴파일 환경 설정
| ~/rpi-kernel$ export ARCH=arm ~/rpi-kernel$ export CROSS_COMPILE=~/works/ethercat/rpi-kernel/tools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin/arm-linux-gnueabihf- |
커널 모듈 설치 위치와 디바이스 트리 설치 위치 설정
| ~/rpi-kernel$ export INSTALL_MOD_PATH=~/works/ethercat/rpi-kernel/rt-kernel ~/rpi-kernel$ export INSTALL_DTBS_PATH=~/works/ethercat/rpi-kernel/rt-kernel |
(2) 커널빌드 설정
-RaspberryPi 2, 3B(+)
| ~/rpi-kernel$ export KERNEL=kernel7 ~/rpi-kernel$ cd ~/works/ethercat/rpi-kernel/linux/ ~/rpi-kernel/linux/$ make bcm2709_defconfig |
- RaspberryPi 4B
| ~/rpi-kernel$ export KERNEL=kernel7l ~/rpi-kernel$ cd ~/works/ethercat/rpi-kernel/linux/ ~/rpi-kernel/linux/$ make bcm2711_defconfig |
1.3. 커널 컴파일
(1) 커널 이미지 생성
| ~/works/ethercat/rpi-kernel/linux$ make -j4 zImage |
(2) 커널 모듈 빌드
| ~/works/ethercat/rpi-kernel/linux$ make -j4 modules |
(3) 디바이스 트리 빌드
| ~/works/ethercat/rpi-kernel/linux$ make -j4 dtbs |
(4) 빌드된 모듈 설치
| ~/works/ethercat/rpi-kernel/linux$ make -j4 modules_install |
(5) 디바이스 트리 설치
| ~/works/ethercat/rpi-kernel/linux$ make -j4 dtbs_install |
1.4. 커널 배포 이미지 생성
(1) 부트 디렉터리 생성
| ~/works/ethercat/rpi-kernel/linux$ mkdir $INSTALL_MOD_PATH/boot |
(2) 커널 이미지 생성
| ~/works/ethercat/rpi-kernel/linux$ ./scripts/mkknlimg ./arch/arm/boot/zImage $INSTALL_MOD_PATH/boot/$KERNEL.img |
(3) 커널 이미지 디렉터리로 이동 후 파일이름 변경
| ~/works/ethercat/rpi-kernel/linux$ cd $INSTALL_MOD_PATH/boot ~/works/ethercat/rpi-kernel/linux$ mv $KERNEL.img kernel7_rt.img |
1.5. 커널 전송
컴파일이 완료되면 모든 파일을 압축하여 라즈베리파이로 전송.
(1) 커널 이미지 압축
| ~/works/ethercat/rpi-kernel/linux$ cd $INSTALL_MOD_PATH ~/works/ethercat/rpi-kernel/rt-kernel$ tar czf ../rt-kernel.tgz * |
(2) 커널 이미지 전송
전송중 connection refused가 표시되면 라즈베리파이설정(raspi-config)에서 ssh를 enable로 설정후 다시 시도.
| ~/works/ethercat/rpi-kernel/rt-kernel$ cd .. ~/works/ethercat/rpi-kernel$ scp rt-kernel.tgz pi@<ipaddress>:/tmp Ex) ~/works/ethercat/rpi-kernel$ scp rt-kernel.tgz pi@192.168.0.64:/tmp |
파일 전송전 핑거프린터 Yes 입력 후 진행
| ~/works/ethercat/rpi-kernel$ scp rt-kernel.tgz pi@192.168.0.64:/tmp The authenticity of host '192.168.0.64 (192.168.0.64)' can't be established. ECDSA key fingerprint is SHA256:lgyiOSKj0MbVrRkr7Qffp0iB...(생략)... Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes |
### 여기서부터 라즈베리파이에서 진행
1.6. 라즈베리파이에서 이미지 처리
(1) 전송된 압축파일 확인
호스트에서 scp로 전달된 파일 내용을 확인한다.
| ~$ cd /tmp /tmp$ ls … (생략) … rt-kernel.tgz ... (생략) … |
(2) 압축파일 해제
압축에 제대로 풀렸는지 확인 -C는 압축 풀 디렉터리를 지정하는 옵션임.
| /tmp$ mkdir rt-kernel /tmp$ tar xzf rt-kernel.tgz -C ./rt-kernel /tmp$ cd rt-kernel |
(3) 부트관련 파일 복사
라즈베리에서 부트 관련된 파일이 있는 디렉터리(/boot)로 필요한 파일 복사.
| /tmp/rt-kernel$ cd boot /tmp/rt-kernel/boot$ sudo cp -rd * /boot /tmp/rt-kernel/boot$ sync |
(4) 라이브러리 관련 파일 복사
시스템에서 사용할 라이브러리 복사
| /tmp/rt-kernel/boot$ cd ../lib /tmp/rt-kernel/lib$ sudo cp -dr * /lib /tmp/rt-kernel/lib$ sync |
(5) 오버레이 관련 파일 복사
오버레이 설정 파일 복사
| /tmp/rt-kernel/lib$ cd ../overlays /tmp/rt-kernel/overlay$ sudo cp -d * /boot/overlays /tmp/rt-kernel/overlay$ sync |
(6) 기타 부트관련 파일 복사
| /tmp/rt-kernel/overlay$ cd .. /tmp/rt-kernel$ sudo cp -d bcm* /boot /tmp/rt-kernel$ sync |
(7) 부트 설정 변경
부트할 때 참조할 커널 이미지를 rt커널로 변경한다.
| sudo vim /tmp/rt-kernel$ nano /boot/config.txt |
추가할 내용은 아래와 같다.
| # Add the following option: kernel=kernel7_rt.img |
(8) 커널 변경 확인
uname 명령으로 커널 버전을 확인한다.
| ~$ uname -r 4.19.71-rt23-v7+ |
레퍼런스 사이트 안내 : 아래의 사이트 내용 참조.
https://lemariva.com/blog/2019/09/raspberry-pi-4b-preempt-rt-kernel-419y-performance-test
# 이상 라즈베리파이 리얼타임 커널 포팅... 끝.
