LinuxCNC（先前称为EMC2）是一个开源的数控（Computer Numerical Control，CNC）软件系统，用于控制数控机床和运动控制设备。它的目标是将计算机与机械控制相结合，以实现精密的工件加工和运动控制。LinuxCNC的设计灵感来自于先前的EMC项目，但后来进行了重大的开发和改进。
LinuxCNC在Ubuntu ARM64中的部署相对复杂，文章作为记录和分享，希望可以帮助到有需要的朋友们。
一、内核及系统镜像构建
RDK X3官方镜像中并没有启动实时内核（PREEMPT-RT），我们需要通过内核的构建来开启相关的功能，然后打包自己的系统镜像烧录至开发板。
1、虚拟机安装Ubuntu 20.04交叉编译开发环境
交叉编译是指在主机上开发和构建软件，然后把构建的软件部署到开发板上运行。主机一般拥有比开发板更高的性能和内存，可以加速代码的构建。可以参照这篇文章完整基础环境的安装：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/141033713
2、执行下面命令完成基础开发环境的搭建
相关操作步骤来源于官方文档的Linux开发指南部分。
sudo apt-get install -y build-essential make cmake libpcre3 libpcre3-dev bc bison flex python-numpy mtd-utils zlib1g-dev debootstrap libdata-hexdumper-perl libncurses5-dev zip qemu-user-static curl git liblz4-tool apt-cacher-ng libssl-dev checkpolicy autoconf android-sdk-libsparse-utils android-sdk-ext4-utils mtools parted dosfstools udev rsync
下载交叉编译工具链，解压并安装，建议安装到/opt目录下，通常向/opt目录写数据需要sudo权限。
curl -fO http://archive.sunrisepi.tech/toolchain/gcc-ubuntu-9.3.0-2020.03-x86_64-aarch64-linux-gnu.tar.xz
sudo tar -xvf gcc-ubuntu-9.3.0-2020.03-x86_64-aarch64-linux-gnu.tar.xz -C /opt
安装编译环境源码(rdk-gen)，rdk-gen用于构建适用于地平线RDK X3的定制操作系统镜像。它提供了一个可扩展的框架，允许用户根据自己的需求定制和构建RDK X3的Ubuntu操作系统。
git clone git@github.com:HorizonRDK/rdk-gen.git
cd rdk-gen
下载官方系统镜像版本完全对应的源码，目前是2.0.0版本，过程中的提示直接选择"YES"。
./source_sync.sh -t os-image_2.0.0
下载官方预装的samplefs和deb文件
./download_samplefs.sh deb_packages
./download_deb_pkgs.sh deb_packages
3、编译kernel内核、移植
在mk_kernel.sh脚本中的build_all函数中开启实时内核（PREEMPT-RT）相关配置。
vim mk_kernel.sh
function build_all()
{
# 生成内核配置.config
make $kernel_config_file || {
echo "make $config failed"
exit 1
}
# 开启实时内核（PREEMPT-RT）相关配置
echo "CONFIG_PREEMPT_RT_BASE=y" >> .config
echo "CONFIG_PREEMPT_LAZY=y" >> .config
echo "CONFIG_PREEMPT_RT_FULL=y" >> .config
...省略其他内容
开始编译kernel，遇到提示直接输入"Y"和回车
export CROSS_COMPILE=/opt/gcc-ubuntu-9.3.0-2020.03-x86_64-aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-linux-gnu-
export LD_LIBRARY_PATH=/opt/gcc-ubuntu-9.3.0-2020.03-x86_64-aarch64-linux-gnu/lib/x86_64-linux-gnu:$LD_LIBRARY_PATH
export PATH=$PATH:/opt/gcc-ubuntu-9.3.0-2020.03-x86_64-aarch64-linux-gnu/bin/
export ARCH=arm64
./mk_kernel.sh
4、编译并移植hobot-boot
./mk_debs.sh hobot-boot
备份deb_packages目中原有的hobot-boot包，记住原有hobot-boot包的名称，例如hobot-boot_2.0.1-20230619192956_arm64.deb。
cd deb_packages
mv hobot-boot_2.0.1-20230619192956_arm64.deb hobot-boot_2.0.1-20230619192956_arm64.deb_bak
cd ../
将新编译的hobot-boot复制到deb_packages目录并改名为原有hobot-boot包的名称。
cp deploy/deb_pkgs/hobot-boot_2.0.0-20230724221932_arm64.deb deb_packages/hobot-boot_2.0.1-20230619192956_arm64.deb
5、编译系统镜像
sudo ./pack_image.sh test
系统镜像存放于deploy目录，例如：ubuntu-preinstalled-desktop-arm64.img，可按照官方文档的说明烧录至开发板。
6、验证是否开启实时内核（PREEMPT-RT）
ssh登录搭载新镜像系统的开发板验证是否开启实时内核（PREEMPT-RT）。
uname -a
如果已开启开启实时内核（PREEMPT-RT），则在反馈信息中会包含"PREEMPT RT"，如下所示：
Linux ubuntu 4.14.87 #1 SMP PREEMPT RT Mon Jul 24 18:55:46 CST 2023 aarch64 aarch64 aarch64 GNU/Linux
二、编译安装LinuxCNC
1、安装编译所需的依赖包。
sudo apt install -y automake libudev-dev libusb-1.0-0-dev libgtk-3-dev psmisc yapps2 intltool tk-dev bwidget tclx python3-tk libglu1-mesa-dev libxmu-dev asciidoc debhelper dh-python imagemagick libboost-python-dev libtirpc-dev netcat-traditional netcat-openbsd po4a python3-xlib
2、下载LinuxCNC源码。
推荐使用2.9及以上版本，低于2.9的版本未验证。
git clone git@github.com:LinuxCNC/linuxcnc.git
cd linuxcnc/src
3、编译LinuxCNC
./autogen.sh
./configure --with-realtime=uspace
如果配置软件包脚本成功会看到以下信息：
######################################################################
# LinuxCNC - Enhanced Machine Controller #
######################################################################
# #
# LinuxCNC is a software system for computer control of machine #
# tools such as milling machines. LinuxCNC is released under the #
# GPL. Check out http://www.linuxcnc.org/ for more details. #
# #
# #
# It seems that ./configure completed successfully. #
# This means that RT is properly installed #
# If things don't work check config.log for errors & warnings #
# #
# Next compile by typing #
# make #
# sudo make setuid #
# (if realtime behavior and hardware access are required) #
# #
# Before running the software, set the environment: #
# . (top dir)/scripts/rip-environment #
# #
# To run the software type #
# linuxcnc #
# #
######################################################################
4、继续编译，这一步耗时较久，请耐心等待，过程中会出现一些警告信息，不用在意，只要不出错就OK。
make
如果编译成功你会看到如下信息：
...
Linking ../rtlib/motmod.so
Compiling realtime emc/motion/homemod.c
Compiling realtime emc/motion/homing.c
Linking ../rtlib/homemod.so
Compiling realtime emc/tp/tpmod.c
Compiling realtime emc/tp/tc.c
Compiling realtime emc/tp/tcq.c
Compiling realtime emc/tp/tp.c
Compiling realtime emc/tp/spherical_arc.c
Compiling realtime emc/tp/blendmath.c
Compiling realtime emc/nml_intf/emcpose.c
Linking ../rtlib/tpmod.so
config.status: creating ../scripts/setup_designer
You now need to run 'sudo make setuid' in order to run in place with access to hardware.
5、设置 LinuxCNC 可执行文件权限：
sudo make setuid
6、运行测试：
source ../scripts/rip-environment
linuxcnc