在開(kāi)始今天的正文之前，我們先通過(guò)下面的視頻，來(lái)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(lái)說(shuō)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(wù)，例如文件系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧等則放到了用戶態(tài)。

例如原來(lái)在宏內(nèi)核操作系統(tǒng)中，用戶應(yīng)用程序是通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用，陷入到內(nèi)核中，然后再讀取、訪問(wèn)文件。而在微內(nèi)核操作系統(tǒng)中，則是用戶應(yīng)用程序通過(guò)發(fā)送IPC消息給到運(yùn)行在用戶態(tài)的文件系統(tǒng)服務(wù)來(lái)訪問(wèn)文件。

針對(duì)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(jìn)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(jìn)鴻蒙分布式微內(nèi)核操作系統(tǒng)

可以看到相關(guān)廠商都一致性的選擇了微內(nèi)核架構(gòu)或和微內(nèi)核架構(gòu)相關(guān)的技術(shù)方式。

這個(gè)背后的可能原因會(huì)有哪些？

原?進(jìn)程沙箱，解決應(yīng)?安全和分發(fā)問(wèn)題 -- Google Fuchsia（?客）

穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)接?，硬件?商可獨(dú)?維護(hù)硬件驅(qū)動(dòng) -- Google Fuchsia（硬件）

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

Linux越來(lái)越龐大，更多的為服務(wù)器進(jìn)行優(yōu)化，針對(duì)低性能、低資源設(shè)備顯得臃腫；

可以提供網(wǎng)絡(luò)，文件，web服務(wù)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(luò)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(kāi)始推進(jìn)這件事情。還有一個(gè)促使我們決定的重要原因是，我們從中看到一些市場(chǎng)需求：

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

安全方面的考慮，當(dāng)應(yīng)用出問(wèn)題時(shí)不會(huì)影響到其他無(wú)關(guān)功能；

在進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)時(shí)，不類似傳統(tǒng)RTOS需要把整個(gè)固件進(jìn)行升級(jí)；

當(dāng)要在ARM11、Cortex-A等帶MMU的處理器上跑一套操作系統(tǒng)時(shí)，RT-Thread已經(jīng)不那么能夠得到適應(yīng)：整體一起開(kāi)發(fā)，代碼維護(hù)相對(duì)困難；升級(jí)時(shí)也需要對(duì)系統(tǒng)一起進(jìn)行升級(jí)。

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(gòu)，更多是從工程、實(shí)用層面考慮如何有效的解決需求：

系統(tǒng)啟動(dòng)需要足夠快，功能就緒時(shí)<500ms

在初始啟動(dòng)時(shí)，時(shí)間會(huì)花很大一部分在系統(tǒng)加載上。傳統(tǒng)的方式，都是整個(gè)映像程序一起加載。新的系統(tǒng)則只需要加載一個(gè)非常小的系統(tǒng)，然后其他應(yīng)用部分按需加載，同時(shí)保持整體資源占用足夠?。?/p>

應(yīng)用崩潰時(shí)不再影響到內(nèi)核、系統(tǒng)其他無(wú)關(guān)功能

每個(gè)應(yīng)用都是地址隔離的，擁有自己的獨(dú)立地址空間。當(dāng)應(yīng)用執(zhí)行出錯(cuò)，或訪問(wèn)錯(cuò)誤地址時(shí)，應(yīng)用程序會(huì)core dump，而不會(huì)影響到其他應(yīng)用，系統(tǒng)內(nèi)核；

在工程引入新的特性時(shí)，對(duì)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(chǔ)上增加、完善lwP（輕型進(jìn)程）功能，保留原有的實(shí)時(shí)性和小巧的特點(diǎn)。

RT-Thread混合微內(nèi)核架構(gòu)

從架構(gòu)圖可以看出內(nèi)核的功能相對(duì)基本，一些系統(tǒng)服務(wù)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(kù)：一個(gè)輕型，但相對(duì)完整的libc實(shí)現(xiàn)。不過(guò)另外一點(diǎn)，這些系列的用戶態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，如果需要追求高性能，也可以在menuconfig中定制這個(gè)功能組件繼續(xù)在內(nèi)核中保留，這樣可以達(dá)到最佳的性能。

通過(guò)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?yàn)樗梢酝昝栏采w小資源場(chǎng)景的MCU用于簡(jiǎn)單控制<使用RT-Thread nano版本>；中等規(guī)模的IoT節(jié)點(diǎn)<使用RT-Thread宏內(nèi)核版本>；功能豐富的智能設(shè)備<使用RT-Thread混合微內(nèi)核版本，也稱之為RT-Thread Smart>。

報(bào)名測(cè)試條件及內(nèi)容

上面已經(jīng)對(duì)RT-Thread混合微內(nèi)核操作系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，還有許多沒(méi)有公布的細(xì)節(jié)。如果你有興趣了解，歡迎報(bào)名RT-Thread混合微內(nèi)核系統(tǒng)內(nèi)測(cè)，從更全面的方位來(lái)了解RT-Thread Smart。 在參與測(cè)試前，先說(shuō)明下參與的條件：（名額有限，希望您可以認(rèn)真對(duì)待報(bào)名表中的每一個(gè)問(wèn)題）

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

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

對(duì)于參與的同學(xué)，我們會(huì)提供一份柿餅M7的開(kāi)發(fā)板，同時(shí)根據(jù)情況收取一定的押金，后續(xù)開(kāi)發(fā)板歸還后返回押金；

以下這個(gè)就是柿餅M7的開(kāi)發(fā)板：

柿餅M7開(kāi)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(zhuǎn)串口TTL

40/50pin標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)

MIPI/DVP camera接口（目前還未包括驅(qū)動(dòng)）

對(duì)于參與測(cè)試的同學(xué)，需要做些什么：

提供一份使用的測(cè)試報(bào)告，反饋混合微內(nèi)核使用上的最直觀感受；

在上面進(jìn)行一定的開(kāi)發(fā)，反饋開(kāi)發(fā)層面哪里不足、需要改進(jìn)；

希望可以有1 - 2個(gè)月的時(shí)間來(lái)和我們持續(xù)的溝通和反饋；