从裸机到微内核:JxOS 让你看懂 RTOS 是怎么“长出来”的!
“学 RTOS，光看 FreeRTOS 不够；自己写一个小 OS，才是真的懂。”
在 STM32、RISC-V 等 MCU 项目的开发中，许多初学者面临着从裸机到操作系统的转变难题。FreeRTOS 功能齐全，却结构复杂，直接上手容易迷失。
今天我们来介绍一个极具教学价值的开源项目 —— JxOS，一个面向学习者与轻量开发的 精简型实时操作系统内核，用几十个 C 文件，构建出一个“麻雀虽小五脏俱全”的 RTOS！
JxOS 是什么？
JxOS 是由 Jeremy Cheng 维护的开源微型操作系统内核，使用纯 C 语言实现，适用于裸机 MCU（如 STM32）开发者学习 RTOS 原理。它具备如下特性：
- 多任务调度（基于时间片轮转和优先级）
- 简单的信号量、消息队列
- 软件定时器机制
- 模块化设计，适合移植
- 支持 Keil / IAR / GCC 编译器
这不是另一个“简化版 FreeRTOS”，而是一个让你“从零构建内核”的教学式框架！
内核核心模块解析
1. 任务控制结构（JxTask）
JxOS 的每个任务由一个结构体管理：
typedef struct {
uint32_t *stackPtr; // 当前堆栈指针
uint32_t priority; // 优先级
uint32_t delayTicks; // 延时计数
uint8_t state; // 任务状态
} JxTask;系统会将任务调度信息统一维护在一个任务列表中。
2. 任务创建（jx_task_create）
你可以通过如下方式创建任务并注册到系统调度器：
void Task1Entry(void *param) {
while (1) {
// 任务循环
}
}
jx_task_create(&task1, Task1Entry, NULL, &task1Stack[1024], 10);- 第一个参数：任务控制块
- 第二个参数：任务入口函数
- 第四个参数：堆栈顶地址
- 第五个参数：任务优先级
这类手动建栈、注册任务的方式，虽然比 FreeRTOS 繁琐，但更贴近裸系统设计原理，非常适合教学与自定义扩展。
任务调度机制
核心调度器 jx_task_schedule()
在主循环或系统 tick 中断中，JxOS 会周期性调用调度器：
void jx_task_schedule(void) {
// 遍历任务表，根据优先级和状态找到最高优先级就绪任务
// 切换上下文
}上下文切换是通过手动保存/恢复堆栈指针实现的，支持 ARM Cortex-M 架构的 PendSV 中断实现。
void PendSV_Handler(void) {
jx_task_switch(); // 汇编级别切换上下文
}这一步是大多数学习者第一次真正接触“任务上下文切换”的关键点！
软件定时器机制
类似 soft_timer 的思路，JxOS 也内置了简单的软件定时器模块：
typedef struct {
uint32_t delayTicks;
void (*callback)(void *);
void *arg;
uint8_t active;
} JxTimer;使用方法：
void Blink(void *arg) {
ToggleLED();
}
JxTimer blinkTimer;
jx_timer_create(&blinkTimer, Blink, NULL, 500);
jx_timer_start(&blinkTimer);在 SysTick_Handler 中调用 jx_timer_tick() 即可完成倒计时处理与回调触发。
信号量机制：轻量同步工具
JxOS 实现了基础信号量接口：
typedef struct {
uint32_t count;
JxTask *waitQueue[MAX_TASK_NUM];
} JxSemaphore;使用示例：
JxSemaphore sem;
jx_sem_init(&sem, 1); // 初始化为1，类似二值信号量
jx_sem_wait(&sem); // 等待（阻塞任务）
jx_sem_post(&sem); // 释放（唤醒任务）适用于按键防抖、串口接收完成信号等场景。虽然不如 FreeRTOS 那样支持复杂队列和嵌套调度，但对于入门已经绰绰有余。
模块化结构与扩展性
项目目录结构清晰：
JxOS/
├── core/ // 内核核心模块
├── hal/ // 硬件抽象层
├── timer/ // 软件定时器
├── sync/ // 信号量与消息机制
├── example/ // 应用示例
└── port/ // 平台移植代码（如 Keil、GCC、IAR）移植到其他平台只需实现几组函数，如上下文保存/恢复、定时中断驱动等，非常适合初学者练手。
总结：不是给你用的，是给你学的！
相比那些复杂笨重的大型 RTOS，JxOS 更像是一位耐心的老师，带你一步一步从裸机走向系统开发的世界。
无论你是嵌入式入门者、大学生做课程设计，还是想精进 RTOS 基础的工程师，这都是一个不可多得的学习资源。
开源地址：
https://gitee.com/jeremyceng/JxOS
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