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LinuCNC与EtherCAT学习笔记(4)——基于Xenomai3.1的IgH EtherCAT Master安装_xenomai igh

作者：小小林熬夜学编程 | 2024-06-09 14:43:18

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xenomai igh

系列文章目录

第一章 LinuxCNC与EtherCAT

第二章安装LinuxCNC

第三章 IgH EtherCAT Master安装

3.1、错误1：没有规则可制作目标“../../certs/debian-uefi-certs.pem

前言

由于需求变更，转为使用Xenomai实时内核配合IgH EtherCAT Master进行工作。下面将记录自己的安装过程。

一、准备工作

1、文件下载

需要下载3个文件，分别是Linux内核源码、Xenomai 3.1源码和ipipe-core补丁。

笔者原安装系统LinuxCNC官网镜像，其内核如下，为配合Xenomai，笔者选择更换内核，更换为linux-4.19.196。小版本之间的差别对于Xenomai影响未知，欢迎各位讨论。

Linux debian 4.19.0-17-rt-amd64 #1 SMP PREEMPT RT Debian 4.19.194-2 (2021-06-21) x86_64 GNU/Linux

Linux内核下载地址：Index of /kernel/linux/kernel/v4.x/

Xenomai 3.1 源码下载地址：Index of /downloads/xenomai/stable

ipipe补丁下载地址：Index of /downloads/ipipe/v4.x/x86

笔者这里选择linux-4.19.196.tar.gz 、xenomai-3.1.tar.bz2、ipipe-core-4.19.196-cip53-x86-19.patch

2、依赖下载

sudo apt-get install gcc git libncurses5-dev make flex bison libssl-dev libelf-dev automake

3、解压文件

如果是默认下载目录，进入/home/用户名/下载（或Downloads），解压前面下载的两个压缩包。


tar -xvf linux-4.19.196.tar.gz
tar -xvf xenomai-3.1.tar.bz2

解压后文件保存到指定文件夹


sudo mkdir ~/xenomai
sudo cp -r linux-4.19.196 ~/xenomai
sudo cp -r xenomai-3.1 ~/xenomai

二、内核编辑

1、导入内核

将xenomai导入待编译的内核中


cd ~/xenomai/linux-4.19.196
../xenomai-3.1/scripts/prepare-kernel.sh --linux=~/xenomai/linux-4.19.196 --arch=x86_64 --ipipe=ipipe-core-4.9.196-cip53-x86-19.patch

2、配置内核

sudo make menuconfig

内核配置参考如下

* General setup
   --> Local version - append to kernel release: -xenomai-3.1（起个区分内核的名字）
    --> Timers subsystem
       ---> High Resolution Timer Support [*]（默认）

* Pocessor type and features
   --> Processor family
       ---> Core 2/newer Xeon (if “cat /proc/cpuinfo | grep family”
                                returns 6, otherwise set as Generic otherwise)
     --> Multi-core scheduler support []（关闭）

* Xenomai/cobalt
   --> Sizes and static limits
       ---> Number of registry slots (512 --> 4096)
       ---> Size of system heap (Kb) (4096 --> 4096)
       ---> Size of private heap (Kb) (256 --> 256)
       ---> Size of shared heap (Kb) (256 --> 256)
       ---> Maximum number of POSIX timers per process (256 --> 512)
   --> Drivers
       ---> RTnet
           ---> RTnet, TCP/IP socket interface (Enable)
               ----> Drivers
                   -----> New intel(R) PRO/1000 PCIe(Gigabit) [M]（模块）
                   -----> Realtek 8169(Gigabit) [M]（模块）
                   -----> Loopback [M]（默认）
               ----> Add-Ons
                   -----> Real-Time Capturing Support [M]（模块）

* Power management and ACPI options
   --> CPU Frequency scaling
      ---> CPU Frequency scaling []（关闭）
   --> ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) Support
      ---> Processor []（关闭）
   --> CPU Idle
       ---> CPU idle PM support []（关闭）

* Memory Management Options
   ---> Transparent Hugepage Support []（关闭）
   ---> Allow for memory compaction []（关闭）
   ---> Contiguous Memory Allocation []（关闭）
   ---> Page Migration []（关闭）

* Device Drivers
      --> Unisys visorbus driver [](关闭)

3、编译内核映像、模组


sudo make -j4 bzImage
sudo make modules
sudo make INSTALL_MOD_STRIP=1 modules_install

3.1、错误1：没有规则可制作目标“../../certs/debian-uefi-certs.pem

在编译过程中，我遇到的错误为：

“………没有规则可制作目标“../../certs/debian-uefi-certs.pem”，由“certs/x509_certificate_list” 需求……”

解决方法为：

sudo vim .config

输入

/CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYS

设置CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYS=""

`三、安装内核`

写到这里时，笔者已经有点弄混了安装内核和上面编译内核的一些步骤，如有遗漏错误，敬请谅解。其中有一段过程是需要进行2小时的。

将内核编译源码路径（～/xenomai/linux-4.19.196）下的.config文件拷贝到/boot路径下，并重命名，其尾缀为第5步中“Local version”设置的内核名字（xenomai-3.1）：


sudo cp ~/xenomai/linux-4.19.196/.config /boot
sudo mv /boot/.config /boot/config-xenomai-3.1

将内核编译源码中的bzImage拷贝被到/boot下并重命名，尾缀同上：


sudo cp ~/xenomai/linux-4.19.196/arch/x86_64/boot/bzImage /boot
sudo mv /boot/bzImage /boot/vmlinux-4.19.196-xenomai

将内核编译源码中的System.map拷贝被到/boot下并重命名，尾缀同上：


sudo cp ~/xenomai/linux-4.19.196/System.map /boot
sudo mv /boot/System.map /boot/System.map-4.19.196-xenomai

生成/boot/initrd.img-5.10.76-xenomai文件：


cd /lib/modules/4.19.196-xenomai-3.1
sudo update-initramfs -c -k 4.19.196-xenomai-3.1

四、允许非root用户


sudo addgroup xenomai --gid 1234
sudo addgroup root xenomai
sudo usermod -a -G xenomai $USER

五、配置GRUB

sudo gedit  /etc/default/grub

具体配置如下

GRUB_DEFAULT="Advanced options for Debian>Debian, with Linux 4.19.196-xenomai"

GRUB_TIMEOUT=10

GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash xenomai.allowed_group=1234"

更新grub


sudo update-grub
sudo update-grub2

重启电脑查看版本号


uname -a
dmesg | grep -i xenomai

六、安装库

前面下载的xenomai源码并没有configure脚本和makefile，需要手动生成，在～/xenomai/xenomai-3.1 目录中使用 ./scripts/bootstrap命令。然后使用下面命令进行配置


cd ～/xenomai/xenomai-3.1
sudo ./scripts/bootstrap
sudo ./configure --with-pic --with-core=cobalt --enable-smp --disable-tls --enable-dlopen-libs --disable-clock-monotonic-raw
sudo make -j4
sudo make install

配置中的参数解释：位置无关代码、使用cobalt微内核、对称多处理、线程本地存储、动态加载基于Xenomai的库、使用单调递增时间来计时。

七、更新环境变量

笔者用的是zsh，因此最后两句指令是zshrc


echo '
### Xenomai
export XENOMAI_ROOT_DIR=/usr/xenomai
export XENOMAI_PATH=/usr/xenomai
export PATH=$PATH:$XENOMAI_PATH/bin:$XENOMAI_PATH/sbin
export PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:$XENOMAI_PATH/lib/pkgconfig
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:$XENOMAI_PATH/lib
export OROCOS_TARGET=xenomai
' >> ~/.xenomai_rc
 
echo 'source ~/.xenomai_rc' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

追加权限


sudo chmod -R 777 /dev/rtdm/memdev-private
sudo chmod -R 777 /dev/rtdm/memdev-shared

八、测试

sudo /usr/xenomai/bin/latency

测试会出现last_best为负的情况，可以用以下办法修复


sudo -s
echo 0>/proc/xenomai/latency
sudo /usr/xenomai/bin/latency

运行一段时间后，记录下“last_best”的值，令“修改值”=这个值*1000

echo 修改值>/proc/xenomai/latency

九、安装IgH

可以参考笔者的另一篇安装IgH的文章

1、下载Igh EtherCAT master


git clone https://gitlab.com/etherlab.org/ethercat.git
cd ~
sudo cp -r ethercat ~/xenomai
cd ~/xenomai/ethercat

2、编译


sudo ./bootstrap
sudo ./configure --with-module-dir=/lib/modules/4.19.196-xenomai-3.1 --enable-generic --enable-8139too=no --enable-cycles --enable-hrtimer --with-xenomai-dir=/usr/xenomai --prefix=/opt/etherlab
sudo make  #编译
sudo make modules  #编译模块
sudo make install  #安装
sudo make modules_install  #安装模块

3、配置


sudo mkdir /etc/sysconfig  #创建文件夹
sudo cp /opt/etherlab/etc/sysconfig/ethercat /etc/sysconfig/  #复制配置文件
sudo cp /opt/etherlab/etc/init.d/ethercat /etc/init.d/  #复制启动脚本
sudo chmod a+x /etc/init.d/ethercat
sudo update-rc.d ethercat defaults

使能ethercat工具

sudo ln -s /opt/etherlab/bin/ethercat /usr/local/bin/ethercat

配置用户权限

sudo gedit /etc/udev/rules.d/99-EtherCAT.rules

输入下列内容 KERNEL=="EtherCAT[0-9]*", MODE="0664", GROUP="users"

把相关模块放进系统目录，如果使用通用网卡是这样的


sudo cp devices/ec_generic.ko /lib/modules/$(uname -r)
sudo cp master/ec_master.ko /lib/modules/$(uname -r)

专用网卡参考该文Ubuntu18.04/20.04编译Linux5.10.76+Xenomai-3.2.1+IgH_看他个锤子的博客

执行命令

sudo depmod

查询网卡


sudo apt-get install net-tools
ifconfig

配置网卡，修改这两个文件


sudo gedit /etc/sysconfig/ethercat
sudo gedit /opt/etherlab/etc/sysconfig/ethercat

修改这两项

MASTER0_DEVICE=" ifconfig查询到的"
DEVICE_MODULES="generic "

4、启动主站

sudo /etc/init.d/ethercat start

如果主站启动则安装成功

5、目前遇到问题

每次重新启动电脑后，启动ethercat主站，都需要先用如下命令

sudo insmod /lib/modules/4.19.252-xenomai/ethercat/master/ec_master.ko

然后才能使用/etc/init.d/ethercat start命令启动主站。

而且/dev缺少了EtherCAT0的设备描述符，导致命令行工具指令失效。

总结

安装过程中有许多问题，缺少记录，有遇到问题欢迎讨论。

参考链接

Ubuntu18.04/20.04编译Linux5.10.76+Xenomai-3.2.1+IgH_看他个锤子的博客-CSDN博客_igh xenomai叙述了Linux-5.10.76+Xenomai-v3.2.1+IgH的安装过程，根据参考资料，编译的源码可以在ubuntu20.04上使用。https://blog.csdn.net/qq_28882933/article/details/123626659?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522166523635216782414930069%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334.pc%255Fall.%2522%257D&request_id=166523635216782414930069&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~first_rank_ecpm_v1~times_rank-6-123626659-null-null.142%5Ev52%5Econtrol,201%5Ev3%5Econtrol_1&utm_term=Xenomai3%E3%80%821&spm=1018.2226.3001.4187

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