Introdução
O RT Linux é um microkernel de sistema operacional em tempo real (RTOS) que executa todo o sistema operacional Linux como um processo totalmente preventivo. A propriedade hard real-time torna possÃvel controlar robôs, sistemas de aquisição de dados, fábricas e outros instrumentos e máquinas sensÃveis ao tempo a partir de aplicativos RT Linux. O projeto foi patenteado.
rt linux download
O RT Linux fornece a capacidade de executar tarefas especiais em tempo real e manipuladores de interrupção na mesma máquina que o Linux padrão. Essas tarefas e manipuladores são executados quando precisam ser executados, independentemente do que o Linux esteja fazendo. Isso garante um tempo de resposta determinÃstico a eventos externos, o que é crucial para muitas aplicações que exigem alta precisão e confiabilidade.
O RT Linux possui diversas vantagens sobre outros sistemas operacionais de tempo real, como:
Ele aproveita o poder e a flexibilidade do kernel do Linux, que oferece suporte a uma ampla variedade de plataformas de hardware, drivers, sistemas de arquivos, protocolos de rede, recursos de segurança e interfaces de usuário.
Ele permite a integração de componentes de tempo real e não real em um único sistema, o que simplifica o desenvolvimento e a manutenção de programas de controle complexos.
Ele oferece um ambiente de programação familiar para desenvolvedores acostumados a trabalhar com ferramentas e bibliotecas do Linux.
É de código aberto e gratuito para uso pessoal e educacional.
Baixando RT Linux
Para usar o RT Linux, você precisa baixar o código fonte do kernel RT Linux e patches do site oficial: . O site também fornece documentação, tutoriais, listas de discussão e fóruns para usuários e desenvolvedores do RT Linux.
A última versão estável do RT Linux é 5.10.47-rt46, que é baseada na versão 5.10 do kernel Linux principal. Você pode encontrar versões mais antigas do RT Linux na seção de arquivos do site.Você deve escolher a versão do RT Linux que corresponda à sua arquitetura de hardware (como x86 ou ARM) e aos requisitos de seu aplicativo (como latência ou taxa de transferência).
Instalando RT-Linux
Para instalar o RT Linux no seu computador, você precisa seguir estes passos:
Instale as dependências básicas para RT Linux em sua distribuição Linux. Estes são requeridos pelo RT Linux, seja para rodar ou instalar suas dependências Perl. Dependendo da sua distribuição, pode ser necessário usar comandos ou nomes de pacotes diferentes. Por exemplo, no Debian/Ubuntu, você pode usar:
sudo apt install autoconf build-essential cpanminus curl libexpat-dev libgd-dev libssl-dev libz-dev gnupg graphviz multiwatch openssl perl w3m
Baixe o código-fonte do kernel Linux principal que corresponde à sua versão escolhida do RT Linux em
Baixe os patches do RT Linux que correspondem à sua versão escolhida do RT Linux em . Aplique os patches ao código-fonte principal do kernel do Linux usando o comando patch. Por exemplo:
cd /linux-5.10 xzcat ../patch-5.10.47-rt46.patch.xz remendo -p1
Configure o kernel Linux RT usando o comando make menuconfig. Isso iniciará uma interface gráfica que permite personalizar várias opções e recursos do kernel. Você também pode usar make xconfig ou make gconfig para diferentes interfaces. Certifique-se de ativar a opção CONFIG_PREEMPT_RT em Configuração geral -> Modelo de preempção -> Kernel totalmente preemptivo (RT).Você também pode ativar ou desativar outras opções de acordo com suas preferências e necessidades.
Compile o kernel Linux RT usando o comando make. Isso pode levar algum tempo, dependendo do seu hardware e configuração. Você pode acelerar o processo usando a opção -j com um número que corresponde ao número de núcleos de CPU que você possui. Por exemplo, se você tiver 4 núcleos de CPU, poderá usar:
fazer -j4
Instale o kernel Linux RT usando o comando make modules_install install. Isso copiará a imagem do kernel e os módulos para os diretórios apropriados e atualizará a configuração do carregador de inicialização. Você pode precisar usar o sudo ou executar como root para esta etapa.
Reinicie seu computador e selecione o kernel Linux RT no menu de inicialização. Você pode verificar se está executando o RT Linux usando o comando uname -a. Você deve ver algo assim:
Linux rtlinux 5.10.47-rt46 #1 SMP PREEMPT_RT Qui, 15 de julho 12:34:56 PDT 2023 x86_64 GNU/Linux
Usando RT-Linux
Depois de instalar o RT Linux em seu computador, você pode começar a criar e executar tarefas em tempo real e manipuladores de interrupção nele. São programas especiais que rodam no espaço do usuário, mas têm acesso direto ao microkernel RT Linux e suas funcionalidades, como:
PolÃticas de agendamento: o RT Linux suporta três polÃticas de agendamento para tarefas em tempo real: SCHED_FIFO, SCHED_RR e SCHED_DEADLINE. Essas polÃticas determinam como as tarefas são priorizadas e executadas pelo microkernel.
Herança de prioridade: RT Linux implementa herança de prioridade para tarefas em tempo real que compartilham recursos com outras tarefas. Isso evita a inversão de prioridade, que é uma situação em que uma tarefa de baixa prioridade bloqueia a execução de uma tarefa de alta prioridade.
Tratamento de interrupção: o RT Linux permite que tarefas em tempo real registrem manipuladores de interrupção que podem responder a interrupções de hardware ou software em tempo hábil. Os manipuladores de interrupção são executados no espaço do usuário, mas têm prioridade mais alta do que qualquer outra tarefa.
Primitivas de sincronização: o RT Linux fornece várias primitivas de sincronização para tarefas em tempo real, como mutexes, semáforos, variáveis de condição, barreiras e spinlocks. Essas primitivas são projetadas para minimizar o bloqueio e a latência para tarefas em tempo real.
Para criar e executar tarefas em tempo real e manipuladores de interrupção no RT Linux, você precisa usar a API RT Linux, que é um conjunto de funções e estruturas de dados definidas em . A API é semelhante à API POSIX, mas com algumas extensões e modificações para fins de tempo real.
Para usar a API RT Linux, você precisa incluir o arquivo de cabeçalho rt.h em seu código-fonte e vincular seu programa à biblioteca librt. Por exemplo, se você deseja compilar um programa chamado rt_task.c que usa a API RT Linux, você pode usar:
gcc rt_task.c -o rt_task -lrt
Você pode encontrar alguns exemplos de tarefas em tempo real e manipuladores de interrupção em para obter mais informações sobre como usar o RT Linux.
Monitorando e depurando RT Linux
Para monitorar e depurar o desempenho do RT Linux, você pode usar várias ferramentas e técnicas, como:
Rastreamento: o RT Linux oferece suporte a várias estruturas de rastreamento, como ftrace, trace-cmd, LTTng e perf. Essas estruturas permitem que você colete e analise vários eventos e métricas relacionadas ao kernel RT Linux e ao espaço do usuário. Você pode usar o rastreamento para identificar fontes de latência, jitter, sobrecarga e outros problemas de desempenho.
Criação de perfil: o RT Linux oferece suporte a várias ferramentas de criação de perfil, como gprof, oprofile e valgrind. Essas ferramentas permitem que você meça e otimize o tempo de CPU, uso de memória, faltas de cache e outros aspectos de suas tarefas em tempo real e manipuladores de interrupção. Você pode usar a criação de perfil para melhorar a eficiência e a qualidade do seu código.
Registro: o RT Linux oferece suporte a vários mecanismos de registro, como printk, syslog e dmesg. Esses mecanismos permitem que você envie mensagens e informações do kernel RT Linux e do espaço do usuário para o console, arquivos ou rede. Você pode usar o log para depurar erros, avisos e outros eventos que ocorrem durante a execução de suas tarefas em tempo real e manipuladores de interrupção.
Você pode encontrar mais detalhes e exemplos sobre como usar essas ferramentas e técnicas em .
Configurando o RT Linux para web, correio e serviços de banco de dados
O RT Linux também pode ser usado para web, correio e serviços de banco de dados que requerem alta disponibilidade e capacidade de resposta. Por exemplo, você pode usar o RT Linux para hospedar um servidor da Web que pode lidar com um grande número de solicitações com baixa latência e alta taxa de transferência. Você também pode usar o RT Linux para executar um servidor de correio que pode entregar mensagens com o mÃnimo de atraso e perda. Você também pode usar o RT Linux para gerenciar um servidor de banco de dados que pode processar transações com alta consistência e confiabilidade.
Para configurar o RT Linux para web, correio e serviços de banco de dados, você precisa instalar e configurar os pacotes de software apropriados em seu sistema RT Linux. Você pode usar os mesmos pacotes disponÃveis para sistemas Linux padrão, como Apache, Postfix, MySQL etc. No entanto, pode ser necessário ajustar algumas configurações ou parâmetros para otimizá-los para desempenho em tempo real. Por exemplo:
Pode ser necessário aumentar a prioridade ou afinidade dos processos de serviço ou encadeamentos usando os comandos nice ou taskset.
Pode ser necessário reduzir o número ou a frequência de interrupções ou temporizadores gerados pelo hardware ou software de serviço usando os comandos irqbalance ou tickless.
Pode ser necessário ajustar a pilha de rede ou os parâmetros de protocolo usando os comandos sysctl ou ethtool.
Você pode encontrar mais dicas e orientações sobre como configurar o RT Linux para web, correio e serviços de banco de dados em .
Conclusão
Neste artigo, expliquei como baixar, instalar e usar o RT Linux em seu computador. Também comparei o RT Linux com outros sistemas operacionais de tempo real e destaquei seus benefÃcios e recursos. Espero que você tenha achado este artigo útil e informativo.
Se você estiver interessado em experimentar o RT Linux ou aprender mais sobre ele, visite o site oficial: . Lá você pode encontrar as últimas notÃcias, atualizações, documentação, tutoriais, listas de discussão e fóruns para usuários e desenvolvedores do RT Linux. Você também pode baixar o código-fonte e os patches do RT Linux e experimentá-lo em seu próprio hardware e aplicativos.
O RT Linux é um sistema operacional em tempo real poderoso e flexÃvel que pode lidar com as tarefas e sistemas mais exigentes e sensÃveis ao tempo. Seja você um hobby, um estudante, um pesquisador ou um profissional, o RT Linux pode ajudá-lo a alcançar seus objetivos e sonhos. Então, o que você está esperando? Experimente o RT Linux hoje e veja por si mesmo o que ele pode fazer por você!
perguntas frequentes
Aqui estão algumas perguntas e respostas comuns sobre o RT Linux:
Qual é a diferença entre tempo real rÃgido e tempo real suave?
Hard real-time significa que o sistema deve cumprir os prazos das tarefas e eventos, caso contrário, o sistema falhará ou causará sérias consequências. Soft real-time significa que o sistema deve cumprir os prazos das tarefas e eventos, mas falhas ocasionais são aceitáveis ou toleráveis.
Quais são alguns exemplos de aplicativos hard-real-time?
Alguns exemplos de aplicações hard real-time são: robótica, automação industrial, aeroespacial, dispositivos médicos, automotivo, militar, usinas nucleares, etc.
Quais são alguns exemplos de aplicativos soft em tempo real?
Alguns exemplos de aplicações soft real-time são: multimÃdia, jogos, streaming, videoconferência, voz sobre IP, etc.
Posso executar o RT Linux em uma máquina virtual?
Sim, você pode executar o RT Linux em uma máquina virtual, mas pode não obter o mesmo desempenho e precisão ao executá-lo em uma máquina fÃsica. Isso ocorre porque a máquina virtual adiciona uma camada extra de abstração e sobrecarga que pode interferir no tempo e na sincronização do RT Linux. Você também deve certificar-se de que a máquina virtual oferece suporte aos recursos de hardware exigidos pelo RT Linux, como interrupções e temporizadores.
Posso executar outros sistemas operacionais juntamente com o RT Linux?
Sim, você pode executar outros sistemas operacionais juntamente com o RT Linux usando métodos de inicialização dupla ou inicialização múltipla. No entanto, você deve estar ciente de que a execução de outros sistemas operacionais pode afetar o desempenho e a estabilidade do RT Linux. Por exemplo, se você inicializar em outro sistema operacional e alterar a configuração ou configurações de hardware, pode ser necessário reconfigurar ou reinstalar o RT Linux para fazê-lo funcionar corretamente. 0517a86e26