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运行RME

K3 运行 RME

以下步骤以 Debian 13 为例。日期：2026/10/24。

1. 安装依赖

sudo apt update
sudo apt install curl build-essential pkg-config libudev-dev git gcc-riscv64-unknown-elf

各包用途：

curl：安装 rustup 需要
build-essential：编译安装 ostool 需要
pkg-config：编译安装 ostool 需要
libudev-dev：编译安装 ostool 需要
git：克隆 git 仓库需要
gcc-riscv64-unknown-elf：编译内核需要

2. 安装 rustup

用于管理rust组件

curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh -s -- -y
source $HOME/.cargo/env

3. 安装 riscv64gc 目标支持

编译 init 用户程序需要。

rustup target add riscv64gc-unknown-none-elf

4. 安装 llvm-objcopy 命令

ostool 需要。

rustup component add llvm-tools

5. 安装 ostool

cargo install ostool

6. 登录 ostool

参考 ostool-guide 登录 ostool。

mkdir -p ~/.ostool
cat > ~/.ostool/config.toml << EOF
[board]
server = "https://ostool.muxai.net:14321/"
auth_mode = "required"
EOF
ostool login

7. 克隆 git 仓库

包括内核和 init 用户程序。

git clone https://github.com/M7OS-Dev/M7M01_Eukaron
git clone https://github.com/M7OS-Dev/M7M03_Anomalocaris

8. 进入 SPACEMIT K3 项目目录

cd M7M01_Eukaron/Project/GCC-SPACEMIT-K3/

9. 编译内核和 init 用户程序

make

10. 运行 K3

./run_k3.sh

注意事项

RME内核不是rust项目，但是ostool（当前版本为0.31.1）会检查Cargo.toml和src/lib.rs，因此需要创建这两个文件来满足ostool要求

报告

20261104会议报告：RME移植方案研讨

主题摘要：本次会议围绕实时操作系统在K3平台的移植展开，探讨了核间通信机制。

一、RME移植现状与性能排查

1. 当前移植进展

大核运行RME：目前已在K3大核上成功运行RME，并通过QEMU模拟了8核虚拟机环境进行初步测试。
初步基准测试结果异常：当前测试显示线程切换耗时高达1万多周期，远超预期的1000至2000周期，性能表现异常。

2. 性能异常归因与修复

TLB刷新机制导致开销过大：排查发现，当前未开启ASID功能，导致每次切换页表（SATP）时触发了TLB刷新，这是导致切换耗时激增的核心原因。
修复方案：计划通过启用ASID功能，从而避免不必要的全量TLB刷新，将切换开销降至正常水平。

3. 硬件FENCE指令性能瓶颈

FENCE指令耗时极高：硬件测试数据显示，单次FENCE指令耗时高达2.2微秒，导致原子读写（read acquire/write release）等同步操作性能极差。
架构设计缺陷：该处理器的FENCE指令实现效率低下，跨核数据可见性开销巨大，严重制约了多核场景下的实时性表现。

二、系统架构与部署方案优化

1. 核心部署策略调整

考虑放弃多核部署：鉴于FENCE指令性能瓶颈及缓存同步问题，考虑放弃在实时核内部构建多核系统的方案，改为在每个实时核上独立部署单核系统。
单核部署优势：在单核架构下，读写操作可直接映射为普通内存写入，无需携带acquire/release语义，彻底规避了FENCE指令带来的性能损耗。

2. 存储架构优化

迁移至片上SRAM：为减少总线争用并提升确定性，计划将实时系统运行在片上SRAM中，而非外部DRAM。
性能提升预期：全走SRAM后，系统切换开销可稳定在1000周期左右，波动控制在30%以内，大幅提升实时性。

3. 核间通信机制设计

Rust语言重写通信模块：计划将核间通信模块全部使用Rust语言重写，以提升并发处理的安全性和代码优雅度。
底层交互采用unsafe封装：由于通信模块涉及底层硬件操作，将使用Rust的unsafe特性进行封装，并通过ABI与C语言内核进行数据交换。

三、后续目标

完成全量基准测试：后续需补充信号端点发送、中断接收及同步通信等全量API的基准测试，确保系统功能与性能达标。
大核和实时核同时运行：大核运行Linux/StarryOS，实时核运行RME，两者可通信。

四、待办事项

排查并修复TLB刷新导致的性能异常，通过启用ASID功能优化页表管理。
补充执行所有API的基准测试，包括信号端点发送、接收及同步通信等。
将核间通信模块全部使用Rust语言重写，底层交互采用unsafe封装。
将系统运行环境迁移至实时核和片上SRAM，以优化总线争用并提升实时性。