学习RTOS操作系统，有必要阅读内核源码吧？

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作者 | strongerHuang

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在读大学的时候，我喜欢研究底层的技术原理，比如数码管、液晶、74系列逻辑IC等，好奇它们怎么工作、怎么实现的，也会写一些代码来测试，验证其中原理。


再后来，学习一些协议栈、RTOS，会比较好奇，也会花时间研究其中的源码。


直到深入阅读、理解RTOS内核源码的时候，才发现并非一件容易的事。


因为最近有读者在问类似的问题，有没有必要阅读RTOS内核源码，所以，今天就来简单分享一下相关的内容。


我学习RTOS的经历

先给大家说下我学习RTOS的经历吧。

我学习RTOS是从大学的时候就开始了，在学习RTOS之前和很多人一样，也是什么都不懂，跟着老师、看着周边的人学什么就跟着学什么，比如数电、模电、单片机编程、外设等。

单片机裸机各种资源外设学的差不多，感觉应该进阶一下了，所以就选择了RTOS。

在2011、12年读书的时候，RTOS还不像现在这么流行（那时还是以“裸机”为主），那个时候网上RTOS的教程基本都是μCOS，其他RTOS的资料相对很少。像FreeRTOS、RT-Thread以及其他RTOS的资料都很少。

因为早期μCOS的发行都有配套的书籍（请参看µC/OS的那段故事），所以早些年在教学方面大多选择了μCOS，这也是我当时选择μCOS作为学习的原因。
（顺便再提一点，虽然早期μCOS是商业收费的操作系统，但源码是可以免费下载的）

1.选择单片机开发板
我早期学习单片机主要是51（AT89C51、STC89C51等），MSP430等，可以说对他俩玩的比较熟。

所以学习μCOS也是基于他俩开始的，因为大家都知道51资源（Flash、RAM）确实太少了，虽然网上有基于51单片机移植μCOS系统的，但移植系统之后基本干不了别的事了。

所以，我基于51移植μCOS折腾了一段时间就放弃了，选择了MSP430，430相对51资源多一些，还能有发挥的余地。

早些年如果有学习基于MSP430移植μCOS系统的同学，或许都看过我早期分享的源码：


因为MSP430之后用过STM32xx、 LPC17xx等基于ARM Cortex-M3 内核的32位单片机，当时基于MSP430跑μCOS系统也感觉很吃力，所以后来选择了STM32跑μCOS系统。

顺便再回忆一下STM32开发板：
现在STM32开发板基本是正点原子、安富莱、野火这三家的天下，早些年基于STM32的开发板是一家神舟开发版，当时可以说全网最火，关键原因是性价比很高。


当时，像神舟III号基于STM32F103ZE那样一块板载资源非常丰富的开发板只要一百多。虽然我当时比较穷，但我还是没经受住诱惑买了神舟I号，后又买了神舟III号。

可惜的是，神舟开发板团队后面（应该在15年之后）就没有再做了，不知道有多少人还有这段记忆？

2.阅读μCOS内核源码

我接触μCOS操作系统是在2011年，那个时候也是参考各种例程移植代码，观察各种现象。


虽然系统跑通了，内核资源也用上了，但始终不能理解各种原理，也不能Get到实时操作系统的精髓。


于是，开启了阅读源码之路，这一下来，发现并不简单。因为操作系统中有各种指针、数组、结构体等，那个时候老师也从来没有教过数据结构那些知识，只能靠自己一步一步摸索。


我阅读μCOS操作系统内核源码及内核资源，前前后后、断断续续大概花了一年时间，之后才深入明白RTOS原来是这么工作的，也更加理解了μCOS内核调度原理、通信机制等。


如果早些年有学习μCOS的同学，应该会看过我早期分享的一份基于神舟III号、uCOS2.92系统的源码，包含多任务、信号量、互斥锁、事件标志、消息邮箱、消息队列、内存管理等各种例程：


这份源码有中文注释，是我早期学习μCOS的时候一步一步翻译过来，当时学习μCOS可以说下了狠功夫。


关于这个源码我录了一个简单的视频：


学习RTOS有必要阅读源码吗？

你看了我上面的经历，可能会有一种阅读内核源码的冲动。

其实，对于很多人我是不建议阅读源码，特别是两种人：

  • 基础较差的人

  • 没有时间的人


我学习RTOS之前折腾过很多源码，也参加过电子设计竞赛得过奖，自认为基础还可以。关键是在大学，有大量的时间。


如果你基础不好，且没有太多空闲时间，又要学习RTOS，阅读源码一定要慎重、慎重、再慎重。


对于绝大部分读者，我的建议是：直接参考例程，然后折腾操作系统的各种API，通过状态灯、串口打印输出理解其中的作用及原理。


比如：创建任务之后，删除任务，你观察状态灯是否还在执行这个任务。


阅读并理解内核源码有什么好处？

你可能会问：不建议阅读源码，是不是阅读源码就没啥作用了？


阅读并理解源码其实对自己有很大帮助作用的，比如你会进一步理解RTOS各种通信机制方便后期应用编程，再比如能提升自己的编程思维，我后期很多项目都借鉴了一些源码的模式。


最后再说明一下，RTOS内核有一些相对复杂的内容，如果你基础不好，可能阅读几天就放弃了。同时，如果你没时间，只是三天打鱼两天晒网，最终可能没有一点收获。


所以，对于绝大部分人我是不建议阅读源码。


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