從RTOS移植到實(shí)時(shí)Linux

使用虛擬化進(jìn)行運(yùn)行時(shí)劃分
對(duì)于期望采用Linux的工程師而言，虛擬化是另一種可行的移植路徑。虛擬化包括操作系統(tǒng)的駐留或者作為一個(gè)應(yīng)用程序運(yùn)行在另一個(gè)虛擬平臺(tái)之上，其中一部分系統(tǒng)軟件（運(yùn)行在“裸機(jī)”之上或作為駐留的應(yīng)用程序）可實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)“客戶”O(jiān)S實(shí)例的執(zhí)行。在企業(yè)級(jí)計(jì)算中，基于Linux的虛擬化技術(shù)是數(shù)據(jù)中心的主流功能，而且虛擬化也在嵌入式系統(tǒng)中找到了許多的應(yīng)用。

嵌入式虛擬化要求將CPU、內(nèi)存和其他資源進(jìn)行劃分，以駐留RTOS以及一個(gè)或多個(gè)客戶“應(yīng)用程序”操作系統(tǒng)（通常是Linux）來(lái)運(yùn)行更高層次的軟件。

圖2 采用虛擬化劃分開的運(yùn)行時(shí)

虛擬化可以通過(guò)允許RTOS應(yīng)用程序和RTOS自身幾乎原樣地運(yùn)行在新設(shè)計(jì)之中，而Linux則運(yùn)行在自己的分區(qū)之中，以支持移植。這種方案適用于遺留代碼依賴于RTOS的API和RTOS的性能特點(diǎn)的情況，例如實(shí)時(shí)性能或協(xié)議棧的具體實(shí)現(xiàn)。

工程師可以使用虛擬化作為從遺留代碼向基于Linux的新設(shè)計(jì)過(guò)渡的簡(jiǎn)短且可靠的橋梁。不過(guò)，這種策略可能需要成本。OEM需要支付傳統(tǒng)RTOS運(yùn)行時(shí)的使用費(fèi)，還需要與VM供應(yīng)商談判商用許可證。

圖3 RTOS的本地端口

逐步將應(yīng)用移植到Linux
仿真和虛擬化可以提供直接明了的移植路徑來(lái)進(jìn)行原型制作、開發(fā)、甚至是對(duì)運(yùn)行在Linux上的傳統(tǒng)RTOS應(yīng)用進(jìn)行部署。但是，它們的缺點(diǎn)是需要額外的代碼，并會(huì)涉及基礎(chǔ)設(shè)施和許可費(fèi)用。相反，在Linux實(shí)現(xiàn)“本地化”就能降低復(fù)雜度，簡(jiǎn)化許可程序，并增強(qiáng)可移植性和性能。

圖4 將RTOS任務(wù)映射為L(zhǎng)inux線程

當(dāng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)首次動(dòng)手處理移植項(xiàng)目時(shí)，他們往往會(huì)選擇仿真和虛擬化技術(shù)。隨著他們不斷學(xué)習(xí)并更加熟悉Linux的開發(fā)工具和運(yùn)行時(shí)屬性，OEM可以逐步地重新建造傳統(tǒng)應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)本地Linux執(zhí)行。

一種方法是選擇單個(gè)傳統(tǒng)程序進(jìn)行本地移植，并將它們駐留在獨(dú)立的Linux進(jìn)程中。在軟件顯示出其對(duì)其他子系統(tǒng)有著極小或者正常依賴性的情況下，這種技術(shù)最為適用。另一種明智的做法是，即使在部署仿真或虛擬化的時(shí)候也只將新的功能以本地代碼的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

重要的一點(diǎn)是，要注意到這種選擇并不一定是相互排斥的。例如，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以每次選擇一個(gè)關(guān)鍵的傳統(tǒng)程序，逐步地將傳統(tǒng)應(yīng)用改造為本地Linux執(zhí)行，然后將它們放入單獨(dú)的Linux進(jìn)程中，而新功能只以本地代碼方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。