# Photon-Linux **Repository Path**: kernelsoft/photon-linux ## Basic Information - **Project Name**: Photon-Linux - **Description**: 础光Linux是基于开源Linux优化的强实时操作系统,可以支持智能汽车仪表/娱乐/自动驾驶等对实时性要求的场景。础光Linux希望通过抛砖引玉,持续在Linux实时性/可靠性/安全性上进行研究,为汽车/工业控制/机器人等领域提供基础操作系统。欢迎各位Linux爱好者、行业的开发者提出想法、建议和参与开发,维护一个在智能场景适用性较广的实时Linux社区发行版。 - **Primary Language**: C - **License**: Not specified - **Default Branch**: master - **Homepage**: None - **GVP Project**: Yes ## Statistics - **Stars**: 173 - **Forks**: 74 - **Created**: 2023-01-17 - **Last Updated**: 2025-06-06 ## Categories & Tags **Categories**: os **Tags**: None ## README ### 项目介绍 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 ```shell 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 ```shell sudo apt install gcc-aarch64-linux-gnu ``` - 方式二:手动安装 ```shell # 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 ```shell # 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 ##### 1. 安装 QEMU ```shell sudo apt install qemu-system-aarch64 ``` ##### 2. 下载源码 ```shell git clone https://gitee.com/kernelsoft/photon-linux.git ``` ##### 3. 编译 ```shell # 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 ``` ##### 4. 准备 rootfs.img ```shell # 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 ``` ##### 5. 运行系统 编译完成,可以通过 QEMU 运行 Photon Linux ```shell ./quick-start.sh run ``` #### 在树莓派 4B 上运行 ##### 1. 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 ```shell # 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 ```shell # 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=1` `enable_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 ##### 2. 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 ```shell 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 ```shell # 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 ``` ##### 3. 运行系统 将SD卡插入树莓派,在树莓派上启动运行 Photon Linux: ```shell # 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 | ### 项目规划 接下来,我们会在以下方面持续投入: - 在更多的场景进行验证和测试 - 联合业界厂商提供基于 Photon Linux 的 BSP - 针对汽车、机器人等领域的嵌入式操作系统进行的特定功能、性能增强 - 持续优化 ### 成为社区贡献者 如果您对内核有一定了解,希望通过提交代码进行社区贡献: - Fork 项目至你的 Gitee 账户 - Git Clone 到本地仓库 - checkout 到 bugfix 分支 - 在本地仓库中编写代码并测试 - Push 已经 commit 的代码至远程仓库 - 创建一个新的 PR - 我们会审核您的 PR,从代码是否存在 bug 或者是创新点,请注意查收站内信息,如果您的代码被接受,欢迎您加入代码贡献者部队,我们会在开发者社区联系您,对您的贡献进行激励 如果您在汽车、机器人等实时系统环境有使用经验,或者您对操作系统感兴趣,也欢迎参与我们的文档建设,成为内容贡献者。参与方式与上述流程相似,请选择 docs 仓库。 当然,您有任何对系统的建议、特性需求,都可以通过提交 [Issue](https://gitee.com/kernelsoft/photon-linux/issues) 与项目组沟通。