础光 Linux 是面向汽车的实时操作系统，在原生 Linux 内核基础上，确保系统可靠的前提下，从中断线程化、调度策略、进程切换等方面进行了优化，构建了专注于仪表/娱乐/自动驾驶场景的安全、可靠、强实时的基础操作系统。
编译环境准备
推荐个人电脑的系统为 Ubuntu 18.04 LTS 及以上版本。
安装基础依赖软件
sudo apt install git bc bison flex libssl-dev make
安装交叉编译器
- 方式一：通过包管理器
sudo apt install gcc-aarch64-linux-gnu
- 方式二：手动安装
# 下载 wget https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/7.4-2019.02/aarch64-linux-gnu/gcc-linaro-7.4.1-2019.02-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz # 解压 tar xvf gcc-linaro-7.4.1-2019.02-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz # 当前用户的 .barhrc文件中添加如下行, 注意将路径替换为当前系统的值 export PATH=~/bin/gcc-linaro-7.4.1-2019.02-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin/:$PATH
- 验证安装
# 输出信息中，确认 Target: aarch64-linux-gnu，即认为编译环境配置完成 aarch64-linux-gnu-gcc -v
运行环境
系统支持在以下平台运行：
- 虚拟环境：QEMU
- 硬件环境：树莓派 4B 及其它通用平台
以下将以虚拟环境 QEMU 和树莓派 4B 作为示例介绍编译运行过程。
编译与运行
在 QEMU 平台上运行
- 安装 QEMU
sudo apt install qemu-system-aarch64
- 下载源码
git clone https://gitee.com/kernelsoft/photon-linux.git
- 编译
# 在 photon-linux 源码根目录中执行如下命令完成编译的配置（只需执行一次） cd photon-linux ./quick-start.sh devel # 执行如下命令编译内核 ./quick-start.sh image
- 准备 rootfs.img
# 通过如下链接下载预制的版本并重命名为 rootfs.img，保存到 build 目录 mkdir build && cd build wget https://www.kernelsoft.com/api/media?path=static/files/rootfs.img -O rootfs.img
- 运行系统
编译完成，可以通过 QEMU 运行 Photon Linux
./quick-start.sh run
在树莓派 4B 上运行
- 制作 Rsapberry Pi 启动盘
在编译环境中进行以下操作制作启动盘：
- 准备镜像：
#从 Raspberry 官网(https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/)下载 Raspberry Pi 最新镜像
wget https://downloads.raspberrypi.org/raspios_arm64/images/raspios_arm64-2021-05-28/2021-05-07-raspios-buster-arm64.zip
- 烧录镜像到SD卡中
# 1 准备一个空白SD卡并插入到电脑
# 2 下载镜像烧录工具 Raspberry Pi Imager并安装，以 Ubuntu 系统为例
wget https://downloads.raspberrypi.org/imager/imager_latest_amd64.deb
dpkg -ivh imager_latest_amd64.deb
# 3 启动图形化烧录工具，选择镜像文件以及SD卡即可进行烧录
- 修改默认配置:
- 编辑
SD卡第一分区/config.txt配置文件，追加下面两项配置以显示串口的打印输出：uart_2ndstage=1enable_uart=1 - 编辑
SD卡第一分区/cmdline.txt，去掉quiet参数，以显示内核打印信息。 - 验证启动盘烧录成功: 将SD卡启动盘插到树莓派4B上，查看是否可正常启动。 本例中系统账户沿用树莓派的默认账户。
- 登录账号：pi
- 登录密码：raspberry
- 编辑
- 交叉编译并替换原生 Linux 内核
在编译环境中进行以下操作：
- 交叉编译 Photon Linux 内核
cd photon-linux
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- pi4b_defconfig
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- Image modules -j4
- 替换SD卡启动盘上原生 Linux 内核镜像和模块
# 插入SD卡，并手动挂载sd卡的2个分区
make modules_install INSTALL_MOD_PATH=SD卡第二分区/
cp arch/arm64/boot/Image SD卡第一分区/kernel8.img
- 运行系统
将SD卡插入树莓派，在树莓派上启动运行 Photon Linux：
# 验证内核安装成功，检查uname命令的输出是否为 Chushi 内核信息：
pi@raspberrypi:~$ uname -r
5.10.147-22.08.chushi.aarch64-rt74
性能测试
开发者可将对比样本与 Photon Linux 进行实时性的对比，我们通过调度延迟测试工具 Cyclictest 对不同优化措施的 Linux 系统进行了对比，得出如下实验结果：
中断/调度延迟优化对比结果
| 优化措施 | 标准内核5.10 | Photon Linux |
|---|---|---|
| 不加实时补丁，只打开抢占 | 59 ms | 4 ms |
| 加入实时补丁 | 1.7 ms | 1.5 ms |
| 实时性增强优化 | 200 us | 100 us |
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