163 lines
7.0 KiB
Markdown
Executable File
163 lines
7.0 KiB
Markdown
Executable File
## 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被设计为一个极其精简的内核，内核只包含thread、task、内存管理等功能，其它所有功能都被实现在用户态，同时兼容 Posix 标准的操作系统，使其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，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. 具有高稳定，高抗失效设计。
|
||
- 5. 简约设计，支持多进程，多线程，支持单片机。
|
||
- 6. RTOS设计，高实时性。
|
||
### 开发背景
|
||
- 单片机被广泛的应用与工业以及物联网领域，适用于单片机的操作系统非常到，例如：rtthread，freertos这类的操作系统，但是其功能都非常的简单，使用这类 RTOS 都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，并且在开发时还考虑到内存的使用，对内存使用进行优化。Note:rtthread支持软件包，但是也存在架构设计以及拓展性方面的问题。
|
||
### 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.类L4内核(第三代微内核)。
|
||
### MKRTOS 内核
|
||
#### done
|
||
- 1.处理器：默认支持 Cortex-M3 处理器
|
||
- 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。
|
||
- 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.IPC功能完善。
|
||
#### todo
|
||
- 1.Cortex-M其它系列处理器、RISC-V，龙芯支持。
|
||
- 2.硬件浮点支持。
|
||
- 3.支持MMU实现进程隔离。
|
||
- 4.内核futex支持（用于实现用户态的锁）。
|
||
#### doing
|
||
- 1.完善内核.
|
||
|
||
### MKRTOS 用户态基础支持
|
||
#### done
|
||
- 1.可执行文件：支持bin可执行文件。
|
||
#### doing
|
||
- 1.musl libc库支持。
|
||
- 2.init进程
|
||
- 3.shell服务
|
||
- 4.path manager服务
|
||
#### todo
|
||
- 1.kconfig支持。
|
||
- 2.Fat、Ext、LittleFs系列文件系统支持
|
||
- 3.drv manager服务
|
||
- 4.process manager服务
|
||
- 5.字符驱动、块驱动、显示驱动、网络驱动支持
|
||
### 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：
|
||
```
|
||
root@VM-4-4-ubuntu:/home/mkrtos-real-test/mkrtos-real# ./run.sh
|
||
st:0x20000000 re:0x3 sub:0x1000
|
||
region:[xxoooooo]
|
||
st:0x20008000 re:0xff sub:0x1000
|
||
region:[xxxxxxxx]
|
||
task alloc size is 17720, base is 0x20002000
|
||
exc_regs:8010001 20003da0 20002000
|
||
mkrtos init done..
|
||
mkrtos running..
|
||
_____ ______ ___ __ ________ _________ ________ ________
|
||
|\ _ \ _ \|\ \|\ \ |\ __ \|\___ ___\\ __ \|\ ____\
|
||
\ \ \\\__\ \ \ \ \/ /|\ \ \|\ \|___ \ \_\ \ \|\ \ \ \___|_
|
||
\ \ \\|__| \ \ \ ___ \ \ _ _\ \ \ \ \ \ \\\ \ \_____ \
|
||
\ \ \ \ \ \ \ \\ \ \ \ \\ \| \ \ \ \ \ \\\ \|____|\ \
|
||
\ \__\ \ \__\ \__\\ \__\ \__\\ _\ \ \__\ \ \_______\____\_\ \
|
||
\|__| \|__|\|__| \|__|\|__|\|__| \|__| \|_______|\_________\
|
||
\|_________|
|
||
Complie Time:Sep 16 2023 23:50:51
|
||
init..
|
||
```
|
||
### 我的博客
|
||
|
||
- 欢迎到博客交流（还没有申请域名^-^）：[MKRTOS博客](http://124.222.90.143/)
|
||
- 加群微信或者QQ交流。
|
||
- 
|
||
- 
|
||
|
||
### 日志
|
||
* 很久以前的日志
|
||
1. dietlibc移植说明，去掉不需要的cpu相关的文件夹，syscalls.h内__ARGS_mmap改为1 ，并修改mmap.S文件。
|
||
2. 修改setjump.S等文件。
|
||
3. 所有的.S文件需要增加编译的头。
|
||
4. lwip移植
|
||
1.需要完成clone函数的实现。
|
||
2.需要完成信号量、互斥锁、消息邮箱。
|
||
3.需要给struct sock添加引用计数，防止多进程时出现问题，需要对socket，accept，close这3个函数进行处理。
|
||
4.一些其它的配置。
|
||
5. 其它大量修改（想不起来了）。
|
||
6. 2022/4/4 修复了一些使用上的bug，比如在用户线程修改了特权模式的寄存器，导致直接直接异常。
|
||
* 2022/11/10
|
||
1. mkrtos测试版，改版本相对来说文件系统较稳定，并且增加mpu保护的支持，多应用之间隔离，去掉了之前的elf执行方式，直接执行bin文件格式。
|
||
2. 移植了最新版本的dietlibc。
|
||
3. 修复了之前的许多bug。
|
||
* 2022/11/13
|
||
1. 一种没有上下文切换的快速ipc通信机制原型，非常快！！！
|
||
2. 增加fork_exec系统调用，将fork和exec合并，在单片机上非常适用，能够节约内存。
|
||
* 2022/11/14
|
||
1. 多个应用直接引用mkrtos_sdk工程，去掉重复文件。
|
||
2. 修复文件系统truncate的bug。
|
||
* 2022/11/9
|
||
1. 工程修改为Cmake管理。
|
||
2. 增加qemu支持，采用stm32f205rft6。
|
||
3. 增加bootstarp支持。
|
||
4. 增加cpio文件系统支持。
|
||
5. 增加软件浮点支持。
|
||
6. 增加双向链表和单项链表.
|
||
* 2023/8/31
|
||
1. 系统重新设计，内核更新为微内核。
|