# 实时 (RT) 内核概述 实时系统是一种确定性系统，该系统会在设定的时间内对事件做出响应。 足以下条件的系统可归类为与实时兼容： - 它没有无限制的延迟。 - 最长响应时间计算地非常精确。 - 满足设置的任务调度标准（延迟和截止时间）。 Linux 可配置为实时操作系统 (RTOS)，其中实时任务具有明确定义的周期性执行周期（周期时间），并在指定限制（抖动）内满足执行标准。 当考虑将 Linux 作为 RTOS 时，应用 `PREEMPT_RT` 修补程序并启用完全可抢占内核的配置。 针对每个发布的内核版本，RT 内核维护者维护树外 `PREEMPT_RT` 补丁。 rt-kernel-q-1 group7-1 Sheet.2 shape1-2 Sheet.4 group6-6 shape2-7 shape3-9 shape4-11 shape5-13 Video: Explore Real-time Linux® 视频：探索实时 Linux® 如需安装补丁，参见 [Versions of PREEMPT_RT patches](https://wiki.linuxfoundation.org/realtime/start)。 Note 实时支持是为了实现内核空间进程，而非用户空间进程。 Page-1 Rectangle Sheet.2 Rectangle.12 Sheet.4 Set up workspace 搭建工作区 Rectangle.1004 Sheet.6 Enable RT kernel 启用 RT 内核 Rectangle.1005 Sheet.8 Configure RT kernel 配置 RT 内核 Rectangle.1006 Sheet.10 Verify kernel configurations 验证内核配置 Sheet.11 Sheet.12 **图：编译顺序** ## 设置工作区 Qualcomm Linux 内核支持 LTS RT 内核 (6.6.x)，该内核通过 `recipes-kernel/linux/linux-kernel-qcom-rt_6.6.bb` 文件中 `meta-qcom-realtime` 层的 Yocto 配方维护。 Qualcomm Linux 中的 Linux RT 内核配方称为 `linux-qcom-base-rt`。 有关克隆工作区和获取所有 Qualcomm Linux meta 层以使用 Qualcomm RT Linux 的更多信息，请参阅[通过实时 Linux 进行同步和编译](https://docs.qualcomm.com/bundle/publicresource/topics/80-70022-254/how_to.html#sync-and-build-with-real-time-linux)。 ## 启用 RT 内核 Qualcomm Linux `meta-qcom-realtime` 层支持 `linux-qcom-base-rt` 配方，该配方默认为受支持的机器获取并编译 Qualcomm Linux 内核。 `meta-qcom-realtime` 层在现有层之上应用更改。在内核编译期间，`meta-qcom-realtime` 层根据内核版本附加上游 `PREEMPT_RT` 补丁，并允许实时配置。 Note - 定制 BSP 使用 [linux-qcom-custom-rt_6.6.bb](https://github.com/quic-yocto/meta-qcom-realtime/blob/kirkstone/recipes-kernel/linux/linux-qcom-custom-rt_6.6.bb)。 - 基本 BSP 使用 [linux-qcom-base-rt_6.6.bb](https://github.com/quic-yocto/meta-qcom-realtime/blob/kirkstone/recipes-kernel/linux/linux-qcom-base-rt_6.6.bb)。 以下是 RT 基本参考文件的示例代码： require recipes-kernel/linux/linux-qcom-base-rt_6.6.bb SECTION = "RT kernel" SUMMARY = "Linux Real time kernel for QCOM devices" DESCRIPTION = "Recipe to build real time Linux kernel" SRC_URI:append = "https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt/6.6/older/patch-6.6.14-rt21.patch.gz;md5sum=91969a704a73aa918c89d3027bdd3634 \ file://qcom_rt.cfg \ file://0001-arch-Kconfig-Add-RT-kernel-support.patch \ S = "${WORKDIR}/kernel" KERNEL_CONFIG_FRAGMENTS:append = " ${WORKDIR}/qcom_rt.cfg" Copy to clipboard 有关受支持机器的更多信息，请参阅[确定支持的 Qualcomm 主机](https://docs.qualcomm.com/doc/80-70022-3SC/topic/getting_started_chapter2.html#supported-machines)。 ## 配置 RT 内核 - 按照以下步骤配置 RT 内核： SRC_URI:append = "https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt/6.6/older/patch-6.6.14-rt21.patch.gz;md5sum=91969a704a73aa918c89d3027bdd3634 \ file://qcom_rt.cfg \ file://0001-arch-Kconfig-Add-RT-kernel-support.patch \ Copy to clipboard - 在 RT 内核上应用外部配置： - 维护 `meta-qcom-realtime/recipes-kernel/linux/linux-qcom-base-rt/configs/qcom_rt.cfg` 配方的配置文件。 - 将配置文件附加到 `meta-qcom-realtime/recipes-kernel/linux/linux-qcom-base-rt_6.6.bb` 文件中的 `KERNEL_CONFIG_FRAGMENTS`。 - 要向 RT 内核添加配置片段，请进行以下更改： KERNEL_CONFIG_FRAGMENTS:append = " ${WORKDIR}/qcom_rt.cfg" Copy to clipboard - 要修改内核命令行，请将命令行参数添加到 `meta-qcom-realtime/conf/layer.conf` 文件中。 - 以下示例展示了如何修改命令行： KERNEL_CMDLINE_EXTRA = "root=/dev/disk/by-partlabel/system rw rootwait console=ttyMSM0,115200n8 pcie_pme=nomsi earlycon idle=poll skew_tick=1 rcu_nocbs=1-3 rcu_nocb_poll nohz_full=1-3 irqaffinity=4-7 isolcpus=1-3" Copy to clipboard ## RT 内核的内核配置 RT 内核中使用了可选和必选内核配置。 若要在 RT 内核中启用完全抢占，使用 `CONFIG_PREEMPT_RT`。 `CONFIG_PREEMPT_RT` 标志默认为启用状态，作为 `linux-qcom-base-rt_6.6.bb` 配方的一部分。 以下示例展示了内核配置： # CONFIG_PREEMPT_RT zcat proc/config.gz | grep CONFIG_PREEMPT # CONFIG_PREEMPT_NONE is not set # CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY is not set # CONFIG_PREEMPT is not set CONFIG_PREEMPT_RT=y Copy to clipboard 使用以下配置优化 RT 内核响应： # CONFIG_NO_HZ zcat proc/config.gz | grep NO_HZ CONFIG_NO_HZ_COMMON=y # CONFIG_NO_HZ_IDLE is not set CONFIG_NO_HZ_FULL=y # CONFIG_NO_HZ is not set #CONFIG_CPUSETS zcat proc/config.gz | grep CPUSETS CONFIG_CPUSETS=y Copy to clipboard 在绑定 RT 任务时设置以下内核配置选项： - `CONFIG_NO_HZ_FULL` - 启用后，它会配置内核以避免向具有单个可运行任务的 CPU 发送调度时钟中断信号。 - `CONFIG_CPUSETS` - 使用 `CONFIG_CPUSETS` 配置选项以启用 `cpuset`，其中 CPU 被分组形成一个集合。 将 RT 任务绑定到一组 CPU 时，使用 `CONFIG_CPUSETS` 配置选项： Page-1 Rectangle.1012 Rectangle.1006 Rectangle.1005 Rectangle.1004 Sheet.5 Tune RT kernel 调整 RT 内核 Sheet.6 Debug RT kernel 调试 RT 内核 Sheet.7 Test RT kernel 测试 RT 内核 Sheet.8 Sheet.9 Rectangle.12 Sheet.11 Build RT kernel 编译 RT 内核 Sheet.12 **图：RT 内核验证** ## 编译 RT 内核 要编译 RT 内核，请运行以下命令： MACHINE=-- DISTRO=qcom-wayland QCOM_SELECTED_BSP=base source setup-environment #verify realtime layer is present bitbake-layers show-layers | grep realtime meta-qcom-realtime /layers/meta-qcom-realtime 12 # compile bitbake qcom-console-image Copy to clipboard ## 测试 RT 内核 Linux 基金会 RT 测试套件中提供了一组测试。 cyclic 测试可确定 RT 应用在最好和最坏情况下的延迟。 1. 如需获取 RT 测试套件源代码，可访问 [rt-tests/rt-tests.git](https://git.kernel.org/pub/scm/utils/rt-tests/rt-tests.git/)。 2. 若要将 RT 测试套件包括在镜像中，可更改标准 Yocto 编译版本中的 `layer.conf` 文件： IMAGE_INSTALL:append = "rt-tests numactl" Copy to clipboard 3. 运行以下 cyclic 测试： cgexec -g cpuset:core1-3 cyclictest -a 1-3 -t 3 -m -l 100000000 -i 1000 -p 99 -h 800 Copy to clipboard 有关更多信息，请参见 [RT-Tests](https://wiki.linuxfoundation.org/realtime/documentation/howto/tools/rt-tests)。 ## 调整 RT 内核 调整 RT 内核，以为设备中的 RT 任务实现确定性延迟。 将运行 RT 任务的 CPU 内核设置为以最高工作频率运行，同时防止 CPU 频率的温升调节。例如，在空闲休眠场景中，RT 任务会因 CPU 唤醒存在时间延迟而面临调度延迟。 对于具有 8 个 CPU 核心的系统，使用以下系统配置： - 以下示例中所述的 RT 任务绑定至核心 1-3。 - CPU 核心 1-3 以隔离模式运行，所有读-写-更新 (RCU) 操作都绑定至核心 4-7。 - IRQ 在内核命令行参数中绑定至核心 4-7。 - CPU 核心 1-3 禁用系统休眠，并设置为以最高频率运行。 # Disable low power mode and sleep for CPU 1-3 echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu1/cpuidle/state2/disable echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu1/cpuidle/state1/disable echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu1/cpuidle/state0/disable echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu2/cpuidle/state0/disable echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu2/cpuidle/state1/disable echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu2/cpuidle/state2/disable echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu3/cpuidle/state2/disable echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu3/cpuidle/state1/disable echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu3/cpuidle/state0/disable # Enable max freq for cpu group 0-3 echo 1958400 > /sys/devices/system/cpu/cpufreq/policy0/scaling_min_freq echo performance > /sys/devices/system/cpu/cpufreq/policy0/scaling_governor # form cgroup for core 0-3 mkdir /sys/fs/cgroup/cpuset/core0/ mkdir /sys/fs/cgroup/cpuset/core1/ mkdir /sys/fs/cgroup/cpuset/core2/ mkdir /sys/fs/cgroup/cpuset/core3/ echo 0 > /sys/fs/cgroup/cpuset/core0/cpuset.mems echo 0 > /sys/fs/cgroup/cpuset/core1/cpuset.mems echo 0 > /sys/fs/cgroup/cpuset/core2/cpuset.mems echo 0 > /sys/fs/cgroup/cpuset/core3/cpuset.mems echo 0 > /sys/fs/cgroup/cpuset/core0/cpuset.cpus echo 1 > /sys/fs/cgroup/cpuset/core1/cpuset.cpus echo 2 > /sys/fs/cgroup/cpuset/core2/cpuset.cpus echo 3 > /sys/fs/cgroup/cpuset/core3/cpuset.cpus mkdir /sys/fs/cgroup/cpuset/core1-3/ echo 0 > /sys/fs/cgroup/cpuset/core1-3/cpuset.mems echo 1-3 > /sys/fs/cgroup/cpuset/core1-3/cpuset.cpus Copy to clipboard 以下示例展示了如何在 `meta-qcom-realtime/conf/layer.conf` 中添加内核命令行参数以禁用 RCU 回调 (**rcu\_nocbs**)。 - CPU 核心 1-3 - IRQ 绑定至核心 4-7 - 隔离 CPU 1-3 KERNEL_CMDLINE_EXTRA = "root=/dev/disk/by-partlabel/system rw rootwait console=ttyMSM0,115200n8 pcie_pme=nomsi earlycon skew_tick=1 **rcu\_nocbs**=1-3 rcu_nocb_poll nohz_full=1-3 irqaffinity=4-7 isolcpus=1-3" Copy to clipboard Last Published: Nov 04, 2025 [Previous Topic 配置 pinctrl 驱动程序](https://docs.qualcomm.com/bundle/publicresource/80-70022-3SC/topics/pinctrl-configuration.md) [Next Topic 启用虚拟化](https://docs.qualcomm.com/bundle/publicresource/80-70022-3SC/topics/virtualization.md)