技术文档丨如何为Apollo安装低时延/实时内核

本文档描述了在Ubuntu 18.04上安装低时延（Low-Latency） 或实时 （Realtime）内核及Nvidia驱动的步骤。

01 在开始之前

仅在实车上运行Apollo软件栈才需要低时延或实时内核。如果您的目的只是基于Apollo平台开发/测试您的算法，或者运行仿真软件（如Lgsvl模拟器），则可能您根本不需要安 装这里描述的低时延或实时内核。

02 Ubuntu自带的低时延内核

Ubuntu软件仓库中的低时延内核足以为实车上运行Apollo提供低（或者零）时延。在其 内核配置中，任务抢占式（PREEMPT）优化是开启了的，时延可低至0.1毫秒。

下面是安装Ubuntu低时延内核的步骤：

 1. 安装最新的低时延内核及其头文件

 1  sudo apt-get update
 2  sudo apt-get install linux-image-$(uname -r)-lowlatency linux-headers-$(uname -r)-lowlatency

 2. 重启系统以启动低时延内核。

    sudo reboot

03 安装实时内核

请按照ROS2：构建实时Linux中描述的步骤来构建和安装最新的稳定版实时内核。虽然该文档是按照Ubuntu 20.04来讲的，但其中的步骤完全适用于Ubuntu 18.04。

04 安装Nvidia驱动

对Ubuntu低时延内核而言，安装Nvidia驱动的步骤比较简单：

1. 从CUDA Toolkit下载页下载并安装Nvidia最新驱动。

在选择安装类型(Installer Type)时，建议选择本地安装(deb[local]) 或者网络安装(deb[network]) 模式。

注意：可能需要注册并签署CUDA最终用户使用协议(EULA)才可以下载Nvidia驱动及CUDA安装包。比如，如下是在x86_64架构的Ubuntu 18.04.5上通过本地安装Deb软件包的方式 安装Nvidia驱动：

1 wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu1804/x86_64/cuda-ubuntu1804.pin
2 sudo mv cuda-ubuntu1804.pin /etc/apt/preferences.d/cuda-repository-pin-600
3 wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/11.1.1/local_installers/cuda-repo-ubuntu1804-11-1-local_11.1.1-455.32.00-1_amd64.deb
4 sudo dpkg -i cuda-repo-ubuntu1804-11-1-local_11.1.1-455.32.00-1_amd64.deb
5 sudo apt-key add /var/cuda-repo-ubuntu1804-11-1-local/7fa2af80.pub
6 sudo apt-get update
7 sudo apt-get install nvidia-driver-455

注意：

nvidia-driver-XXX的数字应该与CUDA本地安装包中的数字一致。本例中是455。

2. 重启系统。

3. 运行nvidia-smi检查是否生效。

在实时( PREEMPT_RT)内核上安装Nvidia驱动

请先按照低时延内核Nvidia驱动的安装方法完成 Nvidia 驱动的初步安装。请注意，由于 Nvidia 驱动不支持实时内核，所以在上面执行sudo apt-get install nvidia-driver-455的步骤时会报如下错误消息：

1 The kernel you are installing for is a PREEMPT_RT kernel!
2
3 The NVIDIA driver does not support real-time kernels. If you
4 are using a stock distribution kernel, please install
5 a variant of this kernel that does not have the PREEMPT_RT
6 patch set applied; if this is a custom kernel, please
7 install a standard Linux kernel.  Then try installing the
8 NVIDIA kernel module again.
9
10 *** Failed PREEMPT_RT sanity check. Bailing out! ***

我们可以通过在编译Nvidia驱动的时候设置 IGNORE_PREEMPT_RT_PRESENCE=1 来绕过这 一点。

步骤如下：

1. 运行如下命令来编译Nvidia驱动：

1 # 切换到Nvidia 驱动的源码目录
2 cd "$(dpkg -L nvidia-kernel-source-455 | grep -m 1 "nvidia-drm" | xargs dirname)"
3
4 # 设置 IGNORE_PREEMPT_RT_PRESENCE=1 来编译Nvidia 驱动
5 sudo env NV_VERBOSE=1 \
6 make -j8 NV_EXCLUDE_BUILD_MODULES='' \
7 KERNEL_UNAME=$(uname -r) \
8 IGNORE_XEN_PRESENCE=1 \
9 IGNORE_CC_MISMATCH=1 \
10 IGNORE_PREEMPT_RT_PRESENCE=1 \
11 SYSSRC=/lib/modules/$(uname -r)/build \
12 LD=/usr/bin/ld.bfd \
13 modules
14
15 sudo mv *.ko /lib/modules/$(uname -r)/updates/dkms/
16 sudo depmod -a

2. 重启系统。

3. 运行nvidia-smi来检查Nvidia驱动是否正常工作。

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