本書從最底層來深入闡述嵌入式操作系統(tǒng)，分享給大家提供源碼，讓大家理解含義.
講述原理 從無到有，和你一起一步步編寫實時嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核
操作系統(tǒng)內(nèi)核也許并沒有像你想象的那么神秘
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2017-11-8 02:24 上傳
目前我所見的絕大部分介紹操作系統(tǒng)的書籍只是從應用的角度告訴讀者應該如何使用操作系統(tǒng) ， 而且相當一部分書籍只是把原有的用戶手冊整理了一下便出書了 ， 這樣的書籍只能當做一本使用手冊去查 ， 從學習的角度來說意義不大 ， 一不介紹實現(xiàn)背景 、 原理 ， 二不介
紹應用例子 ， 無法讓讀者深刻體會操作系統(tǒng)的用法 。 本手冊最大特點是從操作系統(tǒng)的結構設計 、 編碼的角度講述操作系統(tǒng)內(nèi)核原理 。 本手冊不是在操作系統(tǒng)寫完后才寫的 ， 而是一邊設計一邊編碼一邊編寫 ， 記錄了操作系統(tǒng)從無到有的過程 ， 講解了操作系統(tǒng)實現(xiàn)的原理 ， 只要
讀者了解 C 語言，再對匯編語言和硬件稍微有所了解便能看懂本手冊。
05 年 4 月，經(jīng)歷了漫長的學生時代我終于參加工作了！
在學校里接觸了少的可憐的硬件開發(fā) ， 由于無人指導再加上本人做和尚撞鐘 ， 因此所調(diào)試的單板問題百出 。 進入公司后 ， 當我可在硬件與底層軟件之間選擇時我毫不猶豫的選擇了軟件，直至走到今天。最開始被分配到做微碼，后來又陰錯陽差的搞起了 C 語言底層軟件開發(fā) 。 我剛入公司時可謂軟件基礎太差 ， 學校里學的知識也使我僅知道一點 C 語言的概念 ，從來沒有實戰(zhàn)過 。 好在當時所作的項目編碼階段已經(jīng)結束 ， 我的工作就是學習別人的代碼并幫助測試 、 修改問題 ， 當然 ， 做的也并不好 。 現(xiàn)在回想起來 ， 在這平淡的工作過程中有三點對我至關重要 ， 一 、 正是在這段時間培養(yǎng)起我比較扎實的 C 語言基礎 ， 不能說學到了很多 ，但絕對是讓我明白了很多最基本的概念 ， 讓我知道了學習的方法 。 二 、 正是在這段時間我接
觸了項目的開發(fā) ， 讓我參與到歷時幾年幾百人相互協(xié)助的項目開發(fā)中 ， 看到大項目的開發(fā)過程 ， 接觸到了很多在學校里永遠不會接觸到的事物 ， 這些經(jīng)驗對我今后至關重要 ， 雖然只是冰山一角。三、正是在這段時間讓我有機會第一次接觸了嵌入式操作系統(tǒng) —— vxworks ，雖
然僅僅是嵌入式操作系統(tǒng)的一些應用層概念。
由于我基礎較差再加上我是慢熱型 ， 當時工作的并不好 ， 一年半后幾經(jīng)周折我換到了一個小部門 。 以前幾百人的開發(fā)團隊不見了 ， 眾多的技術專家 、 牛人不見了 ， 一二十層 、 幾個 、幾十個 CPU 的板子不見了，取而代之的是巴掌大的單板，所謂專家就是我，我一個人就可以是整個項目的全部軟件開發(fā)人員，設計軟件結構、編寫從驅(qū)動層到業(yè)務層的所有代碼 。 以前所做的工作是冰山一角 ， 只知功能不識業(yè)務 ， 現(xiàn)如今則需要我承擔與軟件相關的所有工作 。
正是在這種環(huán)境中我可以借鑒以前的一些經(jīng)驗并按照自己現(xiàn)有的想法設計軟件 ， 在實現(xiàn)系統(tǒng)功能的同時也證明了我在硬件、底層軟件所掌握知識的正確性。從做大系統(tǒng)的冰山一角 ， 到做麻雀雖小五臟俱全的小系統(tǒng) ， 各有各的難處 ， 但也各有各的優(yōu)點 ， 這也為我編寫這本手冊
提供了必要條件。
在做這些小系統(tǒng)時有一個問題一直困擾著我 ， 我所作的設備需要與主設備對接 ， 主設備會實時下發(fā)命令給我們執(zhí)行 ， 并且需要實時回應消息 ， 這樣看來如果有一個嵌入式操作系統(tǒng)就會比較好實現(xiàn) 。 但我們的小系統(tǒng)硬件資源受限制 ， 主頻低 、 存儲空間少 ， 使得我很難找到一個合適的操作系統(tǒng) 。 現(xiàn)有的一些能用的操作系統(tǒng)需要收費 ， 有些不提供源碼 ， 但讓我最不能接受的是資料不全 ， 真看不明白 ， 使用這些操作系統(tǒng)如果在項目開發(fā)過程中出了問題又沒有很好的技術支持將是很大的風險 ， 因此在做這些小系統(tǒng)時我一直是裸奔 。 裸奔是可以搞定一切，但對于系統(tǒng)設計、維護來說確實是比較費勁。
在一個項目中我拋棄了原有的 51 單片機，使用了 ARM7TDMI 處理器。隨著反復查 看ARM 芯片手冊并在項目調(diào)試過程中對 ARM7 芯片的逐步了解 ， 我逐漸意識到實現(xiàn)一個簡單的操作系統(tǒng)內(nèi)核調(diào)度功能似乎并沒有想象中的那么困難 ， 原以為實現(xiàn)操作系統(tǒng)調(diào)度功能需要深入了解編譯器的知識，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)只要使用標準的 C 語言、一些匯編語言和芯片硬件知識就可以實現(xiàn)。
整理一下我目前所處的情況：
1. 迫切需要一個適合小系統(tǒng)的嵌入式操作系統(tǒng)，但又沒有合適的。
2. 了解了嵌入式操作系統(tǒng)的一些概念。
3. 掌握了 ARM7 芯片的硬件結構、 C 語言和匯編語言知識。
4. 找不到一本可以較好的介紹操作系統(tǒng)的書籍 ， 希望能讓更多的人了解嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核調(diào)度的基本原理，并以一種簡單易懂的方式讓更多的人接受。
事已如此 ， 萬事具備 ！ 現(xiàn)在 ， 我們就開始一起編寫兩個嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核 —— Wanli x和 Mindows ！
Wanlix 是一個內(nèi)核非常小的嵌入式操作系統(tǒng)，只有幾百個字節(jié)（大小與編譯器、編譯選項也有關 ） ，但功能也非常少，只提供任務切換功能，而且需要主動調(diào)用函數(shù)切換任務。但 ， 它確實可以實現(xiàn)任務調(diào)度功能 ， 最難能可貴的是它的小巧 ， 非常適合資源特別少但又需要任務切換的小項目。在這個源碼開放的時代， Linux 、 Unix 遍地生根，它就跟我姓了 ， 因此叫 Wanlix 。
地球人都知道 Windows ，它是一種大型 PC 機操作系統(tǒng)，它是分時操作系統(tǒng)，它是 P C機通用操作系統(tǒng)。而我們將要編寫的 Mindows 則是一種小型操作系統(tǒng)，是實時的，是用在嵌入式設備上的嵌入式實時操作系統(tǒng)，一切都是與 Windows 相反的！因此這個操作系統(tǒng)就
叫 Mindows ！
本手冊假定讀者具有一定的軟硬件基礎，對于其中軟件編碼方面的基礎問題不再贅述 。另外需要特殊說明的是 ， 我使用 vxworks 嵌入式操作系統(tǒng)時間只有一年左右 ， 而且只是使用過極其簡單的幾個最基本的功能，在后來的一個項目中還簡單使用過 TI DSP 的 BIOS操作系統(tǒng) ， 因此本人對嵌入式操作系統(tǒng)的了解僅限皮毛 ， 本手冊也僅是根據(jù)本人在使用上述兩種操作系統(tǒng)中所建立的感官印象并按照我自己的想法來實現(xiàn)的 ， 錯誤 、 疏漏之處在所難免 ，還請各位多多包涵，如有問題，可以反饋到論壇。
本人免費提 供 Wanli x 和 Mindow s 的源碼 ， 但不承擔您使用本操作系統(tǒng)為您帶來的損失 。另外 ， 本人語文水平實在有限 ， 當我還年輕的時候就因為高中還需要寫作文 ， 就沒有報考高中，后來是班主任硬逼著改報的高中，在此向當年的班主任孫老師表示感謝！因此 ， 本手冊無法顧及語言優(yōu)美邏輯順通，只要大家能看明白就行了，有問題我們可以再交流。
最后 ， 向那些無償付出自己知識的兄弟姐妹們表示敬意 ！ 在編寫操作系統(tǒng)過程中 ， 確實遇到了一些問題 ， 正是在網(wǎng)上查到你們貢獻出的寶貴經(jīng)驗才能讓我得以完成此操作系統(tǒng)的編寫 ， 因此 ， 我也將這本手冊無償提供給大家 ， 供大家參考 ， 希望本手冊能給你能帶來一些幫助！
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