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这是一篇介绍基于Linux硬实时操作系统XtratuM的文章。XtratuM是由部分原RTLinux/GPL的开发人员于2004年开发，是欧洲OCERA项目的一部分。XtratuM类似RTlinux系统，XtratuM位于Linux内核和底层硬件之间。XtratuM采用了超微内核技术，其主要功能包含硬件中断管理，时钟管理和内存管理，以及一个基于优先级的调度器。当前XtratuM已经发布了三个版本，V0.1, V0.3 和V1.0。XtratuM也是一个简单的虚拟机，它采用的是半虚拟技术(para-virtulization),Linux 和其它的OS做为独立的域运行于XtratuM之上，每个域有自己独立的物理内存和地址空间，Linux是具有最低优先级的ROOT域，其它域可以是具有高优先级的实时系统，例如RTLinux。本文主要包含XtratuM与RTlinux系统的关系，XtratuM系统的功能模块和实现，XtratuM系统的使用等。

XtratuM 一词源于StratuM,意味分层的意识，也就是说XtratuM系统是一层一层的，就像"宝塔镇河妖"中的宝塔。当然，XtratuM系统不会像宝塔那么多层，那么XtratuM到底有几层呢？了解Linux系统的人都知道，Linux系统共用两层：内核和用户层。同样在XtratuM系统中，也有两层，XtratuM内核层和XtratuM用户层。类似于Linux系统，XtratuM内核向下可以访问硬件，向上可以为XtratuM用户层服务。但是在XtratuM系统中，运行于XtratuM用户层的不在是一个个的进程或线程了，而是域(domain)。什么是域呢？简言之，是一种比进程更上层的可运行单元，一个进程可以有多个线程，同样，一个域可以包括多个进程。有人会问，那域不是成操作系统了吗？我可以回答你，"you are right"。在XtratuM系统运行的域，就是一个个独立的操作系统。

在XtratuM中，Linux不在单单是Linux操作系统，它还是一个域，一个运行于XtratuM系统上的域，但是由于Linux要完成系统的启动和关闭等重要任务，它被命名为根域(root domain)。当XtratuM系统运行起来以后，XtratuM会将中断，定时器和部分物理内存管理接管过来。而Linux系统就会失去控制底层硬件中断和定时器的权限。这里为什么说XtratuM负责部分物理内存呢？我们知道，系统启动时首先运行的是Linux系统，然后XtratuM系统是以module的形式被加载，当XtratuM系统被加载后，XtratuM才去接管部分硬件设备。至于内存，它不会管理所有的物理内存，而仅仅管理除了Linux不用的物理内存。这里的不用是指能够被XtratuM系统获取并且不会被Linux内核给交换出去。具体实现我们后面会介绍。Linux启动时已经获取了自己需要的物理内存，它不在去关心或向XtratuM索取额外的物理内存空间了，但是对于其它的域，例如RTLinux系统，它的启动是通过加载工具的。它需要向XtratuM申请内存，并且是足够的物理内存。XtratuM根据实际情况会给RTLinux系统或其它新加载的域分配定额的物理内存。当然，现在的新加载域不会获取很多的物理内存，因为，Linux的运行会使用大量的内存资源，并且RTLinux系统的运行也不需要这么多空间。因此，在XtratuM 1.0中，除了域镜像占用的空间以外，XtratuM系统只会给每一个新域分配大约3MB的物理内存作为栈。因此说XtratuM只是实现部分内存管理，它不会干涉Linux对内存的使用。

既然Linux"活"在XtratuM的上面，那么Linux又是如何生存的呢？答案是通过底层的虚拟机。XtratuM就是能够支持Linux运行的虚拟机，但是它不是个令人讨厌的管家婆，它仅仅关心它认为比较重要的资源。XtratuM系统的目的是结束当前RTLinux/GPL的这种架构，并取而代之，也就是说它的目的是实现具有实时性能的新一代实时Linux系统。为了满足这种目的，XtratuM认为与实时性能相关的资源最重要的是两个：中断和时钟。为此，XtratuM采用超微内核设计思想，仅仅实现了中断和硬件时钟的管理，并且采用虚拟技术，为上层的系统或域提供虚拟中断和虚拟时钟。而Linux就是生活在这种虚拟环境中，过着被"欺骗"的生活。

待续..........