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MKRTOS 是什么

• MKRTOS 全称是 Micro-Kernel Real-Time Operating System，中文名字是微内核实时操作系统。MKRTOS是首款支持MCU的真微内核开源操作系统，内核只包含thread、task、内存管理等功能，其它文件系统、驱动等都在用户态实现，用户态支持应用程序动态加载，同时兼容 Posix 标准的操作系统，完全适用于各类嵌入式场合。MKRTOS架构图如下：

MKRTOS 的目标

• 1. 真正的微内核设计，具有高稳定，高抗失效设计,适用于工业控制、物联网等领域。
• 2. 开箱即用，支持多种平台。
• 3. 移植方便快捷，内核只需2个驱动支持（串口与systick）。
• 4. 简约设计，支持多进程（MPU进程保护），多线程，支持单片机。
• 5. RTOS设计，高实时性。
• 6. 用户态驱动，驱动也是应用程序。

开发背景

• 单片机被广泛的应用与工业以及物联网领域，现在适用于MCU的RTOS非常多，大部分功能都非常的简单，有着一定的学习成本（我也写过一个，可以看看 xTinyRTOS，非常简单）。开发 MKRTOS 的初衷就是兼容 POSIX，以降低学习成本并利用POSIX现有生态，在开发时还考虑到内存的使用，对内存使用进行优化。

设计原则

• 1.服务间数据交互不经过第三方组件。
• 2.服务间最简接口原则。
• 3.内核最小功能原则。
• 4.微内核设计。

MKRTOS 内核

done

• 1.处理器：默认支持 Cortex-M3 处理器、未来会支持更多
• 2.进程间通信，采用同步通信机制，内核不缓存任何数据。
• 3.内核只需要支持systick以及串口即可启动系统。
• 4.内核采用C语言编写，并使用面向对象的编程方式，功能均被抽象为内核对象。
• 5.内核支持对象：线程对象、进程对象、工厂对象、内存管理对象、Log对象，IPC对象，Futex对象。
• 4.多线程：支持多线程管理，线程与task分离，设计跟合理。
• 5.多进程（MPU实现进程隔离）：支持内存空间与对象空间，进程只管理资源。
• 6.irq对象支持，用于内核中断转发到用户态。
• 7.可执行文件：支持bin可执行文件。
• 8.musl libc库支持。
• 9.init进程、process manager支持、path manager支持
• 10.shell服务
• 11.kconfig支持。
• 12.文件系统服务支持（暂时支持fatfs文件系统）。
• 13.Cortex-m4支持，硬件浮点支持。

todo

• 1.Cortex-M其它系列处理器、RISC-V，龙芯支持。
• 2.支持MMU实现进程隔离。

doing

• 1.完善内核.
• 2.drv manager服务
• 3.Ext、LittleFs系列文件系统支持

MKRTOS 用户态生态

• 1.toybox常用命令支持
• 2.ota支持
• 3.ymodem支持
• 4.GUI支持。
• 5.lwip支持。
• 6.modubs支持。
• 7.can通信协议支持。
• 8.AT协议支持。
• 9.其它。

怎么使用？

• 工程采用CMake进行管理，并在Linux下进行开发，建议使用Ubuntu18.04开发。
• GCC编译器采用gcc-arm-none-eabi-5_4-2016q3，也可以使用新版本进行开发。
• Qemu模拟STM32F2，老版本的Qemu对coretx-m3的模拟存在bug，请使用最新版本Qemu8.0及以上。 使用步骤：

1. 安装CMake

sudo apt install cmake

2. 安装ninja

sudo apt update
sudo apt install ninja-build

3. 下载gcc

• 直接使用ubuntu命令安装的gcc arm会没有gdb，可以直接到我给定的仓库下载

https://gitee.com/IsYourGod/mkrtos-tools.git

4. Qemu

• 1.Qemu可以直接下载官方的进行编译
• 2.也可以从我给定的链接下载

https://gitee.com/IsYourGod/mkrtos-tools.git

5. 修改build.sh脚本中GCC路径和GCC库路径

export TOOLCHAIN=/home/zhangzheng/gcc-arm-none-eabi-5_4-2016q3/bin/
export TOOLCHAIN_LIB=/home/zhangzheng/gcc-arm-none-eabi-5_4-2016q3/lib/gcc/arm-none-eabi/5.4.1/armv7-m

6. 修改run.sh 和debug.sh中qemu的路径

qemu-system-arm -machine\
 	netduino2 -cpu cortex-m3 \
  	-nographic -m size=2\
   	-kernel $PWD/build/output/kernel.img \
    -S -gdb tcp::$1

7. 执行run.sh 输出如下：

st:0x20000000 re:0xf sub:0x400
 region:[xxxxoooo]
st:0x20002000 re:0xf8 sub:0x400
 region:[oooxxxxx]
task alloc size is 6720, base is 0x20001000
exc_regs:8010001 20001db8 20001000
mkrtos init done..
mkrtos running..
 _____ ______   ___  __    ________  _________  ________  ________      
|\   _ \  _   \|\  \|\  \ |\   __  \|\___   ___\\   __  \|\   ____\     
\ \  \\\__\ \  \ \  \/  /|\ \  \|\  \|___ \  \_\ \  \|\  \ \  \___|_    
 \ \  \\|__| \  \ \   ___  \ \   _  _\   \ \  \ \ \  \\\  \ \_____  \   
  \ \  \    \ \  \ \  \\ \  \ \  \\  \|   \ \  \ \ \  \\\  \|____|\  \  
   \ \__\    \ \__\ \__\\ \__\ \__\\ _\    \ \__\ \ \_______\____\_\  \ 
    \|__|     \|__|\|__| \|__|\|__|\|__|    \|__|  \|_______|\_________\
                                                            \|_________|
Complie Time:Dec  2 2023 23:22:30
init..
ns svr init...
pm runing..
create thread 0x20002c00
exc_regs:8010b55 20001fb8 20001000
thread bind to 3
cons svr init...
fatfs addr is [0x8036048]
create task is 0x20002a5c
create thread 0x20003400
st:0x20000000 re:0x1 sub:0x8000
 region:[xooooooo]
st:0x20040000 re:0xff sub:0x8000
 region:[xxxxxxxx]
task alloc size is 140132, base is 0x20008000
thread bind to 12
exc_regs:8036049 20008d00 20008000
sh addr is [0x8076664]
create task is 0x20003b84
create thread 0x20004000
st:0x20004000 re:0x1 sub:0x800
 region:[xooooooo]
st:0x20008000 re:0xff sub:0x800
 region:[xxxxxxxx]
task alloc size is 9268, base is 0x20004800
thread bind to 14
exc_regs:8076665 20005f60 20004800
run app num is 2.
register svr, name is /mnt, hd is 16
register [/mnt] success.
mount success

mkrtos:/$ knl main run..

mkrtos:/$ 

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