版權聲明：本文為本文為博主原創文章，轉載請注明出處。如有問題，歡迎指正。博客地址：https://www.cnblogs.com/wsg1100/
@
這是第二篇筆記。
一、xenomai 3
從xenomai3開始支持兩種方式構建linux實時系統，分別是cobalt 和 mercury。
- cobalt ：添加一個實時核，雙核結構,具有實時內核cobalt、實時驅動模型RTDM、實時應用POSIX接口庫libcobalt,基於libcobalt的其他API skins，如Alchemy API、VxWorks® emulator、pSOS® emulator等。
- mercury ：基於直接修改linux內核源代碼的PREEMPT RT，應用空間在glibc之上，添加xenomai API庫，如下圖所示。在不支持cobalt內核時，可使用該方法運行xenomai應用；當然，也可不需要PREEMPT RT，那么實時性就……
二、xenomai3 結構
mercury只是在glibc上加了一層皮，不是接下來研究的對象。我們看cobalt ，從底層硬件驅動、內核空間到用戶空間，保證了實時任務的實時性。其整體結構如圖所示。
在內核空間，在標准linux基礎上添加一個實時內核Cobalt，得益於基於ADEOS（Adaptive Domain Environment for Operating System），使Cobalt在內核空間與linux內核並存，並把標准的Linux內核作為實時內核中的一個idle進程在實時內核上調度。
2000年，Karim發表了一篇名為《操作系統的自適應域環境》的論文（即Adeos,Adaptive Domain Environment of Operating System），該論文描述了一種簡單而智能的方案，用於在同一系統上運行的多個內核之間共享公共硬件資源。他通過“pipeline”抽象來說明在x86硬件上共享中斷的基本機制，根據整個系統給定的優先級，依次向每個內核傳入中斷。他倡導一種對硬件中斷進行優先級排序的新方法，以便可以開發基於Linux內核的實時擴展，而無需使用當時已被某些專有RTOS供應商申請授予專利方法，指的就是WindRiver和RT-linux使用的RTHAL技術。
ADEOS (Adaptive Domain Environment for Operating System)，提供了一個靈活的環境，可以在多個操作系統之間或單個OS的多個實例之間共享硬件資源，從而使多個優先級域可以同時存在於同一硬件上。早期在xenomai 2上使用。2005年6月17日，Philippe Gerum發布用於Linux內核的I-pipe，I-pipe基於ADEOS，但是I-pipe更精簡，並且只處理中斷，xenomai3使用I-pipe。
ADEOS ,其核心思想是Domain,也就是范圍的意思，linux內核有linux內核的范圍，cobalt內核有cobalt內核的范圍。兩個內核管理各自范圍內的應用、驅動、中斷；兩個domain之間有優先級之分，cobalt內核優先級高於linux內核；I-pipe優先處理高優先級域的中斷，來保證高優先級域的實時性。此外,高優先級域可以通過I-pipe 向低優先級域發送各類事件等。
在用戶空間，添加針對實時應用優化的庫--libcobalt，libcobalt提供POSIX接口給應用空間實時任務使用，應用通過libcobalt讓實時內核cobalt提供服務。
驅動方面，xenomai提供實時驅動框架模型RTDM（Real-Time Driver Model）,專門用於Cobalt，基於RTDM進行實時設備驅動開發，為實時應用提供實時驅動。RTDM將驅動分為2類：
•字符設備(open/close, read, write, ioctl)，如UART,UDD,SPI,Memory,……
•協議設備(socket, bind, send, recv, etc)，如UDP/TCP,CAN,IPC,……
中斷方面，I-Pipe(interrupt Pipeline)分發Linux和Xenomai之間的中斷，並以Domain優先級順序傳遞中斷。I-Pipe傳遞中斷如下圖所示，對於實時內核注冊的中斷，會直接得到處理。對於linux的中斷，先將中斷記錄在i-log，等實時任務讓出CPU后，linux得到運行，該中斷才得到處理。
實時內核cobalt與非實時內核linux相結合，既能提供工業級RTOS的硬實時性能，又能利用linux操作系統非常出色的網絡和圖形界面服務，在產品的開發周期和成本控制方面都有巨大優勢 。
解析系統調用是了解內核架構最有力的一把鑰匙，后續文章會以xenomai POSIX接口（libcobalt ）為入口，解析xenomai內核。
參考鏈接：
Adaptive Domain Environment for Operating Systems
Xenomai 3 – An Overview of the Real-Time Framework for Linux