為什么要選擇微內(nèi)核操作系統(tǒng)？

在開始今天的正文之前，我們先通過下面的視頻，來更直觀的感受下微內(nèi)核操作系統(tǒng)：

為什么要選擇微內(nèi)核操作系統(tǒng)？

微內(nèi)核操作系統(tǒng)，單從名字上來說可能被誤解為操作系統(tǒng)非常小，但這并不是它本身的意義，而是指內(nèi)核非常小，內(nèi)核只保留一些基本的功能，一些系統(tǒng)服務，例如文件系統(tǒng)，網(wǎng)絡協(xié)議棧等則放到了用戶態(tài)。

例如原來在宏內(nèi)核操作系統(tǒng)中，用戶應用程序是通過系統(tǒng)調(diào)用，陷入到內(nèi)核中，然后再讀取、訪問文件。而在微內(nèi)核操作系統(tǒng)中，則是用戶應用程序通過發(fā)送IPC消息給到運行在用戶態(tài)的文件系統(tǒng)服務來訪問文件。

針對于微內(nèi)核操作系統(tǒng)，我們看到最近兩三年有些新的發(fā)展：

Google在推進Fuchsia微內(nèi)核操作系統(tǒng)

Intel在CPU的管理引擎中使用Minix微內(nèi)核操作系統(tǒng)

華為在推進鴻蒙分布式微內(nèi)核操作系統(tǒng)

可以看到相關廠商都一致性的選擇了微內(nèi)核架構或和微內(nèi)核架構相關的技術方式。

這個背后的可能原因會有哪些？

原?進程沙箱，解決應?安全和分發(fā)問題 -- Google Fuchsia（?客）

穩(wěn)定的驅動接?，硬件?商可獨?維護硬件驅動 -- Google Fuchsia（硬件）

系統(tǒng)模塊化，分層，設備?商可以靈活定制專有系統(tǒng) -- Google Fuchsia（友商）

Linux越來越龐大，更多的為服務器進行優(yōu)化，針對低性能、低資源設備顯得臃腫；

可以提供網(wǎng)絡，文件，web服務等的功能輕型系統(tǒng)；-- MINIX on Intel

（以上內(nèi)容：部分是許中興博士的Fuchsia一文的摘錄，部分則出自網(wǎng)絡上一些文章）

2019年年初，微內(nèi)核也在RT-Thread提上了日程，同年4月便正式開始推進這件事情。還有一個促使我們決定的重要原因是，我們從中看到一些市場需求：

快速啟動，終端上的系統(tǒng)可以在500ms內(nèi)完成啟動并就緒；

安全方面的考慮，當應用出問題時不會影響到其他無關功能；

在進行系統(tǒng)升級時，不類似傳統(tǒng)RTOS需要把整個固件進行升級；

當要在ARM11、Cortex-A等帶MMU的處理器上跑一套操作系統(tǒng)時，RT-Thread已經(jīng)不那么能夠得到適應：整體一起開發(fā)，代碼維護相對困難；升級時也需要對系統(tǒng)一起進行升級。

RT-Thread Smart 混合微內(nèi)核

RT-Thread Smart 之所以采用混合微內(nèi)核架構，更多是從工程、實用層面考慮如何有效的解決需求：

系統(tǒng)啟動需要足夠快，功能就緒時<500ms

在初始啟動時，時間會花很大一部分在系統(tǒng)加載上。傳統(tǒng)的方式，都是整個映像程序一起加載。新的系統(tǒng)則只需要加載一個非常小的系統(tǒng)，然后其他應用部分按需加載，同時保持整體資源占用足夠??；

應用崩潰時不再影響到內(nèi)核、系統(tǒng)其他無關功能

每個應用都是地址隔離的，擁有自己的獨立地址空間。當應用執(zhí)行出錯，或訪問錯誤地址時，應用程序會core dump，而不會影響到其他應用，系統(tǒng)內(nèi)核；

在工程引入新的特性時，對原有的功能不影響

繼續(xù)沿用目前的RT-Thread整體內(nèi)核代碼，在原有基礎上增加、完善lwP（輕型進程）功能，保留原有的實時性和小巧的特點。

RT-Thread混合微內(nèi)核架構

從架構圖可以看出內(nèi)核的功能相對基本，一些系統(tǒng)服務則挪到了用戶態(tài)，例如elmFATKit - FAT的文件系統(tǒng)，lwIPKit - lwIP輕型TCP/IP協(xié)議棧等，而在用戶態(tài)則使用嵌入式系統(tǒng)中常用的musl libc庫：一個輕型，但相對完整的libc實現(xiàn)。不過另外一點，這些系列的用戶態(tài)系統(tǒng)服務，如果需要追求高性能，也可以在menuconfig中定制這個功能組件繼續(xù)在內(nèi)核中保留，這樣可以達到最佳的性能。

通過混合微內(nèi)核改造RT-Thread操作系統(tǒng)后，RT-Thread將成為最適合物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的IoT OS之一，因為它可以完美覆蓋小資源場景的MCU用于簡單控制<使用RT-Thread nano版本>；中等規(guī)模的IoT節(jié)點<使用RT-Thread宏內(nèi)核版本>；功能豐富的智能設備<使用RT-Thread混合微內(nèi)核版本，也稱之為RT-Thread Smart>。

報名測試條件及內(nèi)容

上面已經(jīng)對RT-Thread混合微內(nèi)核操作系統(tǒng)進行了簡單的介紹，還有許多沒有公布的細節(jié)。如果你有興趣了解，歡迎報名RT-Thread混合微內(nèi)核系統(tǒng)內(nèi)測，從更全面的方位來了解RT-Thread Smart。 在參與測試前，先說明下參與的條件：（名額有限，希望您可以認真對待報名表中的每一個問題）

希望是從事嵌入式系統(tǒng)終端開發(fā)的行業(yè)，具備開發(fā)經(jīng)驗；

希望有一定的Linux開發(fā)基礎，前期一些開發(fā)環(huán)境可能是在Linux下；

對于參與的同學，我們會提供一份柿餅M7的開發(fā)板，同時根據(jù)情況收取一定的押金，后續(xù)開發(fā)板歸還后返回押金；

以下這個就是柿餅M7的開發(fā)板：

柿餅M7開發(fā)板包括：

全志R11處理器，1.2GHz ARM Cortex-A7，64MB DRAM

板載16MB SPI NorFlash

支持AP6181 WiFi

USB接口（用于USB Device連接PC），USB轉串口TTL

40/50pin標準RGB屏接口

6線Touch電容觸摸屏接口

音頻Speaker接口，MIC模擬麥克風

MIPI/DVP camera接口（目前還未包括驅動）

對于參與測試的同學，需要做些什么：

提供一份使用的測試報告，反饋混合微內(nèi)核使用上的最直觀感受；

在上面進行一定的開發(fā)，反饋開發(fā)層面哪里不足、需要改進；

希望可以有1 - 2個月的時間來和我們持續(xù)的溝通和反饋；