Ubuntu 20.04 安装 PREEMPT_RT 实时内核补丁（小白向详细教程）

1. 什么是 PREEMPT_RT 实时内核？

PREEMPT_RT 是 Linux 内核的一个实时补丁集，它通过降低内核延迟，使得系统能够在确定的时间内响应事件，适用于工业控制、机器人、音频处理等需要实时性的场景。在 Ubuntu 20.04 上安装实时内核，可以显著提升系统的响应性能。

2. 准备工作

首先，更新系统并安装编译内核所需的依赖：

sudo apt update && sudo apt upgrade -ysudo apt install build-essential libncurses-dev bison flex libssl-dev libelf-dev git -y

然后，下载与你的 Ubuntu 20.04 内核版本相匹配的内核源码和 PREEMPT_RT 补丁。可以通过 uname -r 查看当前内核版本。例如，如果内核版本是 5.4.0-26-generic，那么你需要下载 5.4 系列的内核源码和对应的实时补丁。

你可以从 kernel.org 下载源码：

wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.4.78.tar.xztar -xf linux-5.4.78.tar.xzcd linux-5.4.78

同时，从 PREEMPT_RT 官网下载对应版本的补丁：

wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt/5.4/older/patch-5.4.78-rt46.patch.xzxz -d patch-5.4.78-rt46.patch.xz

3. 打补丁并配置内核

将补丁应用到内核源码：

patch -p1 < ../patch-5.4.78-rt46.patch

然后复制当前系统的内核配置作为基础：

cp /boot/config-$(uname -r) .config

接下来，配置内核启用实时选项：

make olddefconfigmake menuconfig

在 menuconfig 中，进入 Processor type and features -> Preemption Model，选择 Fully Preemptible Kernel (RT)。保存并退出。

4. 编译和安装内核

编译内核（根据CPU核心数调整 -j 参数）：

make -j$(nproc)

安装模块和内核：

sudo make modules_installsudo make install

更新引导程序：

sudo update-grub

5. 验证实时内核

重启系统，在 GRUB 菜单中选择新安装的内核启动。进入系统后，运行以下命令检查内核是否支持实时特性：

uname -a# 应该显示带有 rt 标识的内核版本# 也可以检查内核配置：zcat /proc/config.gz | grep PREEMPT_RT

如果输出包含 CONFIG_PREEMPT_RT=y，则说明实时内核安装成功。

6. 常见问题与解决

如果在编译过程中遇到缺少依赖的错误，请确保所有依赖包已安装。如果启动时内核 panic，可能是配置有误，可以尝试使用默认配置重新编译。实时内核可能需要调整应用软件以充分利用实时性。

通过以上步骤，你应该能够在 Ubuntu 20.04 上成功安装 PREEMPT_RT 实时内核补丁，享受实时性能带来的好处。