Введение в QNX/Neutrino 2

Переход с QNX4 на QNX/Neutrino

В данном приложении мы рассмотрим предыдущую операционную систему разработки QSSL, QNX4, и сравним ее с QNX/Neutrino. Данное приложение будет вам интересно главным образом в том случае, если вы уже являетесь пользователем QNX4 и хотите узнать.

• что такого замечательного в QNX/Neutrino?

• какие сложности связаны с переносом программного обеспечения в QNX/Neutrino?

а также если вы разрабатываете (или портируете) программное обеспечение для обеих операционных систем.

Сходства

Давайте начнем со общих черт этих двух операционных систем:

• архитектура на основе обмена сообщениями;

• распределенный обмен сообщениями в сети;

• реальное время;

• микроядерная архитектура;

• защита памяти на уровне процессов;

• POSIX-совместимость;

• относительно простая модель «драйвера устройства»;

• встраиваемость.

Заметьте, что хоть часть вышеперечисленных базовых свойств действительно подобны в этих двух ОС, в целом QNX/Neutrino обеспечивает более расширенную поддержку. Например, поддержки POSIX в QNX/Neutrino больше, чем в QNX4, — просто потому что многие из стандартов этой серии на момент выхода QNX4 были еще только в стадии разработки. И хотя в процессе разработки QNX/Neutrino в состоянии разработки находилась гораздо меньшая их часть, постоянно появляются новые. Эта бесконечная игра в догонялки.

Улучшения

Теперь, когда вы выяснили, что общего между этими двумя ОС, давайте посмотрим, каковы преимущества QNX/Neutrino перед QNX4:

• большее число поддерживаемых стандартов POSIX;

• лучше встраивается;

• ядро лучше конфигурируется для других аппаратных платформ;

• поддержка многопоточности;

• более простая модель драйвера устройства;

• переносимая архитектура (в настоящее поддерживаются, кроме x86, процессоры MIPS и PPC) (а теперь уже и ARM, StrongARM и SuperH-4 — прим. ред.),

• поддерживает SMP;

• лучше документирована.

При том, что некоторые из этих усовершенствований «вне сравнения», поскольку аналогов для них в QNX4 нет, а значит, нет и проблем совместимости (например, многопоточность POSIX не поддерживалась в QNX4), некоторые из проблем потребовали внесения в ОС кардинальных изменений. Сначала я вкратце упомяну, какие классы изменений были необходимы, а затем мы подробно рассмотрим возникшие в связи с этим проблемы совместимости и предложения о том, как переносить программы в QNX/Neutrino (или заставить программу работать в обеих ОС).

Встраиваемость

В QNX/Neutrino коренным образом пересмотрена стратегия встраивания. В первоначальном варианте QNX4 встраиваемость обеспечивалась только частично. Затем появилась QNX/Neutrino, которая с самого начала разрабатывалась как встраиваемая. В качестве премии, QNX4 подверглась некоторой модернизации на основе опыта, полученного с QNX/Neutrino, и теперь является в гораздо более значительной степени встраиваемой, чем ранее. Как бы там ни было, по части встраиваемости QNX/Neutrino и QNX4 отличаются, как день и ночь. QNX4 не содержит никакой реальной поддержки таких вещей как:

• исходящие вызовы ядра (kernel callouts) (прерывание, таймер);

• настройка стартового кода;

• образная файловая система.

а вот в QNX/Neutrino все это есть. Подробное описание методик встраивания QNX/Neutrino приведено в книге «Построение встраиваемых систем», входящей в комплект документации.

Поддержка многопоточности

В QNX4 есть функция, называемая tfork(), которая позволяет вам организовать «многопоточность», создавая процесс с сегментами кода и данных, отображенными в то же адресное пространство, что и у родительского. Создание процесса и потом приведение его к «потокоподобному» виду дает иллюзию создания потока. И хотя в системе обновлений QSSL содержится библиотека поддержки потоков для QNX4, само ядро потоки непосредственно не поддерживает.

В QNX/Neutrino для организации многопоточности применяется POSIX-модель «рthread». Это означает, что там вы увидите (и уже видели в данной книге) знакомые вызовы функций типа pthread_create(), pthread_mutex_lock(), и т.п.

Обмен сообщениями

При том что воздействие потоков на обмен сообщениями может показаться минимальным, использование потоков привело к фундаментальному изменению реализации механизма обмена сообщениями (не самой концепции SEND/RECEIVE/REPLY, а именно ее реализации).

В QNX4 сообщения адресовались идентификатору процесса. Чтобы отправить сообщение, нужно было просто найти идентификатор процесса-адресата и выполнить Send(). Чтобы сервер мог принять сообщение в QNX4, он должен был вызвать Receive(). Это блокировало его до прибытия сообщения. Затем сервер отвечал с помощью функции Reply().