1.2 Xenomai社区介绍

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#Xenomai #RTOS

于 2025-12-03 11:37:49 首次发布

Xenomai RTOS 编程与实践专栏收录该内容

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1.2 Xenomai社区介绍

1.2.1 社区概况

Xenomai 社区是一个全球性的开源实时操作系统（RTOS）生态圈，致力于为Linux内核提供高精度、低延迟的实时扩展环境，致力于：“让实时性成为Linux世界的一等公民”。它通过**双内核架构（Dual KernelArchitecture）**实现通用Linux与硬实时任务的共存，使得开发者能够在熟悉的 Linux 环境中实现毫秒乃至微妙级的实时响应。

社区由来自工业控制、机器人、自动化、通信、航空航天、汽车电子等领域的开发者、研究机构和企业组成。特别是西门子自2018年以来，长期投入 2~4 名工程师参与主线贡献工作。自2020年，Intel加入Xenomai社区，成为重要贡献者。

Philippe Gerum
- 嵌入式领域专家，Xenomai 社区创始人和关键贡献者，是《构建嵌入式LINUX系统》一书的作者之一。目前致力于 Xenoami 4 的开发，包括中断管道 Dovetail 项目和实时内核 EVL 项目。
Jan Kiszka
- 西门子嵌入式Linux技术中心的首席专家、顾问、开源布道师，是 Xenomai 社区的长期贡献者和主要维护者。目前主要负责 Xenomai 3 的开发和维护，包括新硬件支持、性能优化、bug修复、文档更新等。

Xenomai 社区的网址为 https://xenomai.org/，主页主要展示了 Xenomai 3 、Xenomai 4 、Dovetail 项目的项目链接、最新动态等信息。如需要Xenomai 2.x、I-pipe等项目归档信息，可以访问 https://ftp.denx.de/pub/xenomai/。

Xenomai 社区在 lists.linux.dev 上有活跃的邮件列表，开发者可以通过邮件列表参与讨论、报告问题、请求帮助等。

订阅邮件列表：https://subspace.kernel.org/lists.linux.dev.html
查看归档邮件：https://lore.kernel.org/xenomai/

Xenomai 社区致力于在全球推广生态建设，多次在 Opensource Summit 、Embeded Linux Conference 等大会做主题演讲。同时，社区特别注重 Xenomai 在中国的发展，从2022年开始，每一年都会在中国举办Xenomai中国大会。

2022年，第一届Xenomai中国大会由Intel主办
2023年，第二届Xenomai中国大会由Intel和西门子合办
2024年，第三届Xenomai中国大会由中科时代主办
2025年，第四届Xenomai中国大会由中国计算机学会(CCF)、Xenomai中国社区、华中科技大学网络安全学院主办，CCF开源发展技术委员会、上海交通大学承办

1.2.2 主要项目介绍

Dovetail

https://gitlab.com/Xenomai/linux-dovetail

Dovetail 是 I-pipe 的继任者，可使 EVL 和 Cobalt 等实时内核能够处理具有关键低延迟要求的高优先级任务。Dovetail 在 I-pipe 的基础上，在 Linux 原生中断处理机制的框架下，实现了新的中断管道模型，提供了更加清晰的API，提高了与 Linux 内核的兼容性，便于跟随 Linux 内核的更新。Dovetail 项目支持 Linux 5.10/6.1/6.10等主流内核版本。

Dovetail 和 I-pipe 都是基于中断管道的实时内核补丁，它们的设计思想都源自于Karim Yaghmour的论文《Adaptive Domain Environment for Operating Systems》，简称 ADEOS。

Karim Yaghmour是Opersys公司（http://www.opersys.com）的创始人及总裁。Karim是Linux Trace Toolkit的维护者，也是《构建嵌入式LINUX系统》一书的第一作者。Philippe Gerum 参与撰写了《构建嵌入式LINUX系统》第二版的实时Linux章节。

ADEOS提出了Interrupt pipeline中断流水线的方法，可以让硬件中断在多个操作系统域中传递。先拿到中断的操作系统域，意味着有更高的优先级运行。操作系统必须找到一种方式，实现对中断的关闭与打开操作，也称为stall/unstall操作。

在这里插入图片描述

Dovetail/I-pipe中实现的ADEOS与原论文中的有不同点：

仅支持2个操作系统域：Linux域（root域）和Cobalt域（head域）。
Linux域和Cobalt域都属于第一类操作系统，感知不到ADEOS的存在，只接收来自ADEOS的中断。Cobalt域优先接收并处理中断。
原论文中，以x86架构为例，通过把Linux内核从Ring0移动到Ring1，来完成Linux对中断的关闭(Install)/打开(Unstall)操作。Dovetail/I-pipe采取了另一篇论文《Fast Interrupt Priority Management in OS Kernels》的思想，通过虚拟中断标志来完成Linux对中断的关闭(Install)/打开(Unstall)操作。

Xenomai 3

https://gitlab.com/Xenomai/xenomai3

Xenomai 3 采用协作式的“双内核”架构，通过 I-Pipe / Dovetail 补丁层，实时内核可以拦截中断、实现硬实时响应，从而保障系统的确定性行为。

Cobalt 核负责高优先级、确定性的实时任务
Linux 核继续处理普通任务与系统服务

Xenomai 3 提供了统一接口层(Skin)，实现了种实时API接口（称为“皮肤”），便于开发者移植或开发实时应用：

POSIX skin(类 POSIX 接口)
Native API
Vxworks，pSOS, VxWorks skin 兼容层

Xenomai 3 提供了 RTDM（Real-Time Driver Model）实时设备驱动模型：

解决了如何在实时内核中开发和访问驱动设备
提供统一的驱动模型，简化了设备驱动的开发和移植

Xenomai 3 支持多种硬件架构：

x86/x86_64，支持所有兼容 x86 的 32/64 位处理器类型，从带有时间戳计数器（TSC）的 i586 CPU 开始。
arm/arm64
RISC-V，支持工作在进行中
PowerPC/32仍被支持，但是PowerPC/64已停止支持

具体的 SOC 或开发板的支持，可以参考网址：https://v3.xenomai.org/hardware/index.html。

Xenomai 3 还提供了从 Xenomai 2.x 迁移到 Xenomai 3 的迁移指南，具体参考网址：https://v3.xenomai.org/legacy/migrating-to-xenomai3/index.html。

Xenomai 4

https://gitlab.com/Xenomai/xenomai4

相比 Xenomai 3，Xenomai 4 包括三个主要改进：

伴随实时内核 EVL：EVL 当前仍在开发中，它将在 Xenomai 4 中取代 Cobalt 作为Linux内核的一部分，对时间要求严格的应用程序提供实时服务，而不再像Cobalt那样作为一个完全独立的实时核。
EVL 从2019年起开始发展，就是基于 Dovetail。Xenomai 3则经历了一个两个过度版本：
- Xenomai 3.1 与 Xenomai 4 使用共用的通用 Xenomai 平台
- Xenomai 3.2 开始使用Dovetail 补丁（要求Linux版本5.10+）
- Xenomai 3.3 开始只支持 Dovetail，不再支持 I-PIPE
除了C语言的实时接口 libevl 库，从2022年开始支持 Rust 语言的实时接口 revl 库。