Introduccin
RT Linux es un microkernel de sistema operativo en tiempo real (RTOS) que ejecuta todo el sistema operativo Linux como un proceso totalmente preventivo. La propiedad en tiempo real hace posible controlar robots, sistemas de adquisicin de datos, plantas de fabricacin y otros instrumentos y mquinas sensibles al tiempo de aplicaciones RT Linux. El diseo fue patentado.
RT Linux proporciona la capacidad de ejecutar tareas especiales en tiempo real y controladores de interrupciones en la misma mquina que Linux estndar. Estas tareas y manejadores se ejecutan cuando necesitan ejecutarse sin importar lo que Linux est haciendo. Esto asegura un tiempo de respuesta determinista a eventos externos, que es crucial para muchas aplicaciones que requieren alta precisin y fiabilidad.
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RT Linux tiene varias ventajas sobre otros sistemas operativos en tiempo real, como:
Aprovecha la potencia y flexibilidad del ncleo Linux, que soporta una amplia gama de plataformas de hardware, controladores, sistemas de archivos, protocolos de red, caractersticas de seguridad e interfaces de usuario.
Permite la integracin de componentes en tiempo real y no en tiempo real en un solo sistema, lo que simplifica el desarrollo y mantenimiento de programas de control complejos.
Ofrece un entorno de programacin familiar para desarrolladores que estn acostumbrados a trabajar con herramientas y bibliotecas Linux.
Es de cdigo abierto y de uso gratuito para fines personales y educativos.
Descargar RT Linux
Para usar RT Linux, necesita descargar el cdigo fuente del kernel de RT Linux y los parches del sitio web oficial: <a href="( 1 )">https://rt.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page</a>. El sitio web tambin proporciona documentacin, tutoriales, listas de correo y foros para usuarios y desarrolladores de RT Linux.
Instalacin de RT Linux
Para instalar RT Linux en su computadora, debe seguir estos pasos:
Instale las dependencias base para RT Linux en su distribucin Linux. Estos son requeridos por RT Linux, ya sea para ejecutar o instalar sus dependencias de Perl. Dependiendo de su distribucin, puede que necesite usar diferentes comandos o nombres de paquetes. Por ejemplo, en Debian/Ubuntu, puede usar:
sudo apt install autoconf build-essential cpanminus curl libexpat-dev libgd-dev libssl-dev libz-dev gnupg graphviz multiwatch openssl perl w3m
Descargue el cdigo fuente del ncleo principal de Linux que corresponde a la versin elegida de RT Linux de <a href="( 2 )">https://www.kernel.org/</a>. Por ejemplo, si desea usar RT Linux 5.10.47-rt46, necesita descargar linux-5.10.tar.xz desde <a href="( 3 )">https://www.ker.org/pub/linux/kernel/v5.x/). Extraiga el tarball a un directorio de su eleccin, como ~/linux-5.10.
Descargue los parches de RT Linux que corresponden a la versin elegida de RT Linux de <a href="">https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt/</a>. Por ejemplo, si desea usar RT Linux 5.10.47-rt46, necesita descargar el parche-5.10.47-rt46.patch.xz desde <a href="">https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/proyectos/rt/5.10/</a>. Aplique los parches al cdigo fuente principal del ncleo Linux usando el comando patch. Por ejemplo:
cd ~/linux-5.10 xzcat .. /patch-5.10.47-rt46.patch.xz | patch -p1
Compile el kernel de RT Linux usando el comando make. Esto puede tomar algn tiempo dependiendo de su hardware y configuracin. Puede acelerar el proceso usando la opcin -j con un nmero que corresponda al nmero de ncleos de CPU que tiene. Por ejemplo, si tiene 4 ncleos de CPU, puede usar:
make -j4
Instale el kernel de RT Linux usando el comando make modules_install install. Esto copiar la imagen del ncleo y los mdulos a los directorios apropiados y actualizar la configuracin del gestor de arranque. Es posible que necesite usar sudo o ejecutar como root para este paso.
Reinicie su computadora y seleccione el kernel de RT Linux desde el men de arranque. Puede verificar que est ejecutando RT Linux usando el comando uname -a. Debera ver algo como esto:
Linux rtlinux 5.10.47-rt46 #1 SMP PREEMPT_RT Thu Jul 15 12:34:56 PDT 2023 x86_64 GNU/Linux
Usando RT Linux
Una vez que haya instalado RT Linux en su computadora, puede comenzar a crear y ejecutar tareas en tiempo real e interrumpir los controladores en l. Estos son programas especiales que se ejecutan en el espacio del usuario pero tienen acceso directo al microkernel de RT Linux y sus caractersticas, como:
Polticas de programacin: RT Linux admite tres directivas de programacin para tareas en tiempo real: SCHED_FIFO, SCHED_RR y SCHED_DEADLINE. Estas polticas determinan cmo las tareas son priorizadas y ejecutadas por el microkernel.
Herencia de prioridad: RT Linux implementa la herencia de prioridad para tareas en tiempo real que comparten recursos con otras tareas. Esto evita la inversin de prioridad, que es una situacin en la que una tarea de baja prioridad bloquea la ejecucin de una tarea de alta prioridad.
Manejo de interrupciones: RT Linux permite que las tareas en tiempo real registren controladores de interrupciones que pueden responder a interrupciones de hardware o software de manera oportuna. Los controladores de interrupciones se ejecutan en el espacio del usuario pero tienen mayor prioridad que cualquier otra tarea.
Para crear y ejecutar tareas en tiempo real y controladores de interrupciones en RT Linux, debe usar la API de Linux de RT, que es un conjunto de funciones y estructuras de datos que se definen en <a href="">https://git.com/rt-linux/rt-linux/blob/master/include/linux/rt.rt.</a>. La API es similar a la API POSIX, pero con algunas extensiones y modificaciones para propsitos en tiempo real.
Para usar la API de RT Linux, debe incluir el archivo de encabezado rt. h en su cdigo fuente y vincular su programa con la biblioteca librt. Por ejemplo, si desea compilar un programa llamado rt_task. c que utiliza la API de Linux de RT, puede usar:
gcc rt_task. c -o rt_task -lrt
Puede encontrar algunos ejemplos de tareas en tiempo real y controladores de interrupciones en <a href="">https://github.com/rt-linux/rt-linux/tree/master/examples</a>. Tambin puede consultar la documentacin y los tutoriales sobre <a href="">https://rt.wiki.kernel.org/index.php/Documentation</a> para obtener ms informacin sobre cmo usar RT Linux.
Monitoreo y depuracin RT Linux
Para monitorear y depurar el rendimiento de RT Linux, puede usar varias herramientas y tcnicas, como:
Seguimiento: RT Linux soporta varios marcos de seguimiento, como ftrace, trace-cmd, LTTng y perf. Estos frameworks le permiten recopilar y analizar varios eventos y mtricas relacionadas con el ncleo de RT Linux y el espacio de usuario. Puede usar el seguimiento para identificar fuentes de latencia, nerviosismo, sobrecarga y otros problemas de rendimiento.
Perfilado: RT Linux soporta varias herramientas de perfilado, como gprof, oprofile y valgrind. Estas herramientas le permiten medir y optimizar el tiempo de la CPU, el uso de memoria, los errores de cach y otros aspectos de sus tareas en tiempo real y controladores de interrupciones. Puede utilizar la creacin de perfiles para mejorar la eficiencia y la calidad de su cdigo.
Puede encontrar ms detalles y ejemplos sobre cmo usar estas herramientas y tcnicas en https://rt.wiki.kernel.org/index.php/Real-Time_Networking y