使用Real Time Linux开始编程的最佳方式是什么？

Question

尽管我已经在C中实现了很多项目，但我对操作系统完全陌生。我在Discovery主板（STM32）上试用了实时Linux，并获得了LED闪烁的正确结果，但由于我只是按照步骤进行操作，无法在互联网上找到每一步的完整描述，所以我并不完全了解整个过程。

我想在实时linux上实现调度。什么是最好的开始？任何网站，书籍，教程可用？

完整的RTLinux进程描述将不胜感激。

谢谢进阶

Answer 1

从“裸机”向基于操作系统的编程过渡是我经历的反向事件。我开始了一个完整的软件人员，完全进入OS的一面，随着时间的推移，我转向了与之相反的方向（甚至用VHDL设计电路！）。我的建议是从简单开始。 Linux非常复杂，无论你在哪里看到，都有很多层次的东西一起工作来提供最终产品。如果你已经死在一个实时Linux扩展，我很乐意推荐https://xenomai.org/这是一个Linux的实时扩展。

但是，要更具体地解决有关在Linux中执行调度的问题，您可以，但这将是一项大量工作，并且可能非常复杂。操作系统使用完全公平的调度过程（http://en.wikipedia.org/wiki/Completely_Fair_Scheduler），每当你启动一个线程时，它就会被添加到列表中运行。如果您在内核空间中将您的代码作为驱动程序实施，依靠硬件中断等，这可能会有所不同，但总的来说，这就是Linux的工作原理。实时通常意味着它有能力分配线程中的几个不同优先级之一，并在任何给定时间完全利用线程抢占，这些概念实际上并不属于vanilla Linux。它有一些这样的概念，但是它有一些局限性，当你从Linux中寻找实时行为时会导致问题。

对您有帮助的是RTOS。如果您正在寻找完整的实时操作系统，请查看FreeRTOS http://www.freertos.org/。它拥有一个庞大的社区，并通过大量示例代码支持许多不同的设备。他们甚至用一个示例包来支持你的特定板子，所以你可以给它一个没有失去的东西！ http://www.freertos.org/FreeRTOS-for-Cortex-M3-STM32-STM32F100-Discovery.html。它使您能够访问许多操作系统ish构造，如网络API，内存管理和线程，而无需巨大操作系统的开销和延迟。使用RTOS，您可以创建任务并为其分配优先级，以便您成为调度程序，而不再受操作系统的限制。你运行的操作系统，而不是操作系统运行你（如果这是有道理的）。此外，RTOS中提供的结构将非常类似于裸机代码，因此将更容易遵循，理解和充分学习。学习Linux或Windows等完整操作系统的基础构建块是一个更简单的世界。如果这个选项听起来不错，我会建议在FreeRTOS网站上查看所支持的设备，然后选择一个你想要试验的设备，然后去做。我强烈建议这是一种通用的调度和操作系统结构的学习方式，因为它可以像开源一样简单。一旦你掌握了RTOS的基础知识，购买一本关于Linux的书不是一个坏主意。尽管网络上有许多免费资源与学习Linux相关，但它们通常是相互矛盾的，可能会产生误导。一般来说，学习Linux专用知识和操作系统，它会感觉压倒性的。更简单的开始将有助于防止被烧毁，并最大限度地减少你感到迷失的时间。 Linux绝对是一个学习过程，但是像任何学习过程一样，从简单开始，记住最终目标，制定计划，并沿着该计划采取小型，可管理的步骤，直到您查找并准确找到自己想要的位置。然后去解决下一座山！

Answer 2

如果您想学习实时操作系统，那么我建议您获得一个FPGA，例如Altera DE2，并尝试使用您自己的操作系统和ucos。您可以阅读关于嵌入式RTOS here的好文本。

你也可以得到一个Linux Raspberry并编写你自己的操作系统。

Answer 3

实时Linux环境非常混乱。 99.99％的信息仅仅是过时的。

首先，有很多“微内核”将Linux作为一项任务运行。 （如已停用的RTLinux）。问题在于你必须将你的实时任务写入不同的API，并且不能依赖于任何在Linux中的任何东西，因为在任务运行时Linux将在后台被冻结。所以除非你的任务很简单（“按下这个按钮时停止电动机”），否则这种方法会比增益造成更多的痛苦。

接下来，有一个实时的Linux补丁集。 This hasn't been doing so well.因为下一个项目：

最后，目前的Linux内核有gotten rid of the problems，导致人们过去需要实时。您甚至可以将您的某个处理器上的Linux关闭至have full control of the CPU。另见this paper。

要回答你的问题：我看到两个不同的路径，你可以采取：

1）启动与正常3.xx的Linux内核，并探索各种API和实时技术（即实时优先级，内存牵制，等等）这可以让你“足够接近”99％的人们想要的“实时”。如果它对于高频交易来说足够好，那对你来说可能已经足够了。 2）如果你有一个很难实时的需求，并且担心Linux不会削减它，那么（就像Nick提到的那样），只要去购买一个处理器，然后编写没有OS的实时代码。通过将“实时”和“非实时”代码分解到不同的CPU上，可以使整个系统更简单，并且更加稳健。