生于有效创新，死于盲目仿制

djyos

今天，是djyos的半岁生日，谨以此文予以纪念之。
半年来，djyos受到太多的饿帮助和关心，尤其是cu论坛，在djyos最艰难的时刻，给予了最多的帮助，在此对所有关心支持djyos发展的人，致以深深的谢意。
半年来，许多关心djyos的朋友，都提出了一个问题：djyos凭什么成功？能不能成功？故撰此文。

中国是否需要国产操作系统，这已经不是问题了，问题是，如何才能拥有自己的操作系统？
1.        仿制，前路茫茫
学习→仿制→消化→超越，这向来是后来者跟踪并超越先进的捷径，然而，这种方法在通用操作系统（PC或嵌入式）上却行不通，为什么呢？
ucosii的作者Labrosse先生在其书中说“写个实时内核那么难吗？不就是不断地保存、恢复CPU的那些寄存器嘛” 。这句话并不全面，而且误导了不少人，他们引而伸之地认为：“写个操作系统那么难吗？不就是实现线程和进程管理、信号量管理等API函数嘛” 。事实如何呢？写个成功的操作系统真的就那么简单吗？我们来看看一个典型、有一定复杂度的软件开发过程，如图1所示。

图 1

什么是仿制呢？用类似的底层算法，实现一套功能大同小异的API函数，即使每一行代码都是你自己写的，也叫仿制。
常听到有人说，现在写一个操作系统比20年前容易多了，这句话实际指的是仿制一个操作系统。容易在哪里呢？现在有发达的网络，漫天飞舞的开源资料可以借鉴，而20年前，当linus先生仿制UNIX完成linux的时候，或者Labrosse先生仿制RTOS制作ucosii的时候，是没什么开源资料可参考的，被仿制的对象几乎是唯一的参考资料。而今天，人家连函数原型都已经定义好了，又有那么多参考资料，虚拟机、开发板这些软硬件开发平台又是那么容易得到，难怪现在3个月就能写出一个不错的内核出来了，甚至连一些中学生都跃跃欲试。我们目前看到的漫天飞舞的操作系统中，绝大多数就是只完成“编写代码”这部分工作的仿制品。
所以，Labrosse先生的话应该改为“仿制个实时内核那么难吗？不就是不断地保存、恢复CPU的那些寄存器嘛” 。引而伸之地可以说，“仿制一个操作系统那么难吗？不就是实现线程和进程管理、信号量管理等API函数嘛” 。然而，仿制只能仿一个外形，并不能复制他们在市场上的成功，操作系统业界多年没有成功的新苗冒出来了，也是这个原因。
为什么说仿制必败呢？不可否定，新编写的操作系统，在前人的基础上，可能可以写出更精巧的上下文切换函数、更高效的API函数、更低的资源消耗、更快的中断响应，但是，一个操作系统的质量并不完全由这些因素构成，数十年、海量用户的使用和反馈为基础的稳定性和可靠性，以及用户长期积累的信心才是根本。如果一个新出的操作系统，只是实现原有操作系统类似的功能，你到哪里捕捉你的第一只螃蟹？即使有了第一只，那第二只、第三只呢？
所以说，如果没有根本性的创新，仿制一个操作系统是死路一条，即使以谷歌的实力，也只是在Linux基础上开发Adroid，而不是新仿制一个操作系统。
2.        信心，源自创新
都江堰操作系统（下文简称djyos），是一个全新的操作系统，它在操作系统的几个重要方面：调度器、中断管理、设备管理、资源管理等方面，都又非常突出的创新，甚至是理论创新。djyos花了5年时间设计，才初具雏形，因为它完成的是如图1所示全过程的工作全新操作系统，这5年间，经过无数次的反馈，方案被无数次推翻，许多策略被多次重新定义，许多代码被多次重写，才有你所见到的2万行代码。而不是像一些仿制的操作系统一样，调度策略、api设置都是享用现成的操作系统策略，只完成“代码编写”部分的工作。由于djyos在构成操作系统的多数主要方面都跟现有操作系统有着巨大的不同，因此很难参考现有系统的设计，反而为了在创新的同时尽可能照顾现有习惯而不得不有所顾忌。djyos的创新主要体现在以下方面，这些都是传统操作系统没有的。
（1）在调度器方面，可以说是彻底革新，它几乎颠覆了传统的软件设计模式。对嵌入式编程来说，几乎是革命性的进步，它以事件为核心的调度方式，改变了过去操作系统要求程序员模拟计算机的思维方式的编程模式，使之可以按人类的思维方式编写应用程序；它使程序员可以摆脱线程和进程的束缚，djyos没有跟线程相关的API。特别是在嵌入式领域的程序员，有许多是行业背景很深的专家，但往往缺乏计算机操作系统方面的知识，他们在djyos下编程，则可以无需学习晦涩难懂的线程知识。
（2）天然匹配多核和分布式计算，djyos的调度算法是以事件为核心的，应用程序只管为事件编制处理程序，而线程和CPU核则被当做处理事件必须的资源，由操作系统分配给事件，这种算法天生使多核编程更加简单，多核利用率更高。众多周知，目前CPU正往多核化发展，嵌入式CPU甚至DSP也是如此，比如ADI公司的blackfin561就是一颗只有几十KB内存的双核DSP，djyos有计划移植到blackfin561上，有望成为第一个在只有几十KB内存的CPU上实现对双核的完美支持的RTOS。
（3）创新的加载方式和中断管理模块，可以实现比所有操作系统都快的中断响应时间，并且在CPU启动后数十uS以内，应用程序的关键部分就可以实现对目标系统的控制，在操作系统加载过程中，就可以响应应用程序的中断ISR。
（4）实时的内存管理，在操作系统组件中，通常认为malloc函数是非实时组件，因为即使有充足的内存，malloc函数的执行时间也不可预计，不符合实时系统要求执行时间和结果均可预计的原则。但是djyos的内存管理，只要在系统设计时配备充足的内存，malloc的执行时间是快速而且可以预计的，而在只运行一个应用程序的实时系统中，内存不枯竭是容易做到的。
（5）为项目经理和系统工程师量身定制的系统架构，为工程师量身定制的API设置，特别利于系统工程师划分项目模块，利于项目经理组建和管理团队，利于工程师编写利于维护的代码。
（6）欲了解更多的特长，请到www.djyos.com下载《都江堰操作系统与嵌入式系统设计》一书。
3.        价值，来自用户
仿制必败，并不意味着创新必胜，创新只是必要条件而非充分条件，只有能为用户创造价值，才是充分条件。djyos的创新优势在于，它不是为了创新而创新，它的每一个都是为了给用户创造价值。我们来看看操作系统界的几个“怪”现象：
1、        互联网上搜索一下wince和linux的技术指标对比，几乎linux完胜。
2、        来自Gartner公司的数据证实，自从2003年起微软就一直稳居嵌入式操作系统全球市场份额榜首。
3、        嵌入式linux强调免费且硬件成本低的成本优势，而wince最成功的地方，恰恰是成本最为敏感的、出货量巨大的消费电子产品。
4、        《电子产品世界》2008年在工程师中做的调查表明，开发linux应用程序的工程师数量是wince的2.5倍。（注：linux工程师的平均工资还远高于wince工程师）
这些数据表明，linux能在技术指标上完胜wince，说明linux是有了不起的创新的，但是，linux以多得多的人力成本，所开发的产品市场占有率却远比wince低！不能不说，linux的创新知识linuxer们自娱自乐的玩具而已！应用这些创新能创造的价值，需要消耗太多的人力资源去学习和掌握linux，这些消耗足以抵消创新的价值。
  所以说，linux有巨大的创新，却大多是无效创新，这些创新使得高级专家们倍加推崇linux，专家的意见使许多项目盲目上马选择linux，把企业置于巨大的技术风险中，成就了大量高薪的linux工程师，企业却在消耗了大量研发经费和时间后，离成功仍然遥遥无期。这就是linux从业者众但市场占有率低的根本原因，前车之鉴，djyos需要防止重蹈覆辙。
是什么使人愿意花高价购买wince的license，并付出更高的硬件成本呢？wince之所以取胜，在很大程度上来自快速方便的开发，快速推出产品，技术风险小，人力成本低。在windows系统衍生工具的支持下，图形化的开发，事件触发式编程令人倍感方便。与wince通过应用程序（对操作系统来说，EVC等开发工具属于应用程序）间接实现事件出发式编程相比，djyos的事件触发确实原生的，即djyos调度器就是按照事件进行调度的。所以，你只要有一个支持ansi C的编译器，只要会C语言，再加一个文本编辑器，就可以实现事件触发式编程。原生式的事件触发编程，从理论上，其执行效率和代码尺寸也应该比用应用程序间接实现的要高。
djyos的核心算法不但在通用嵌入式操作系统中有优势，此外，djyos还是一个RTOS，除跟wince在手持设备上竞争外，还可以与VxWorks等实时系统竞争，在RTOS领域，djyos在研发方便性上的优势更加突出。在性能上，按djyos“九九加一”原则设计的中断管理架构，使部分中断可以永不禁止状态，从而实现最快的中断响应延迟。我们知道，实时系统中，实时性要求最高的部分功能，往往是用中断实现的，最快的中断响应速度，意味着djyos具有最高的实时性。

4.        成功，扬长避短
在软件领域，革命性的创新的另一个拦路虎是惯性，作为革新的操作系统，你将很难做到与现有应用程序的兼容，你将立即面对行业惯性的压力，这种惯性来自于用户以及工程师的使用习惯和应用程序的兼容程度。如果在桌面系统上，这个压力尤其显著，移动设备次之，工业产品却几乎不受这个惯性影响。诚如我在《都江堰操作系统与嵌入式系统设计》一书中指出，开发高可靠的产品，对使用外来代码会非常谨慎，而且，由于这些产品的特异性大，甚至很多是定制产品，直接可用的公共代码资源很少，即使有，也不是应用程序的形式提供，而是库函数的方式提供。再者，高可靠性工业控制产品中，一般只运行一个程序，而这个程序的绝大多数代码，都是产品研发组自己开发的，对运行外来应用程序的需求几乎没有。所以，在工业领域，操作系统只要把常用的公共软件模块如网络模块、gui模块做好了，就基本满足用户需求了。嵌入式操作系统是一个细分市场，所以不会形成桌面系统寡头控制的局面，在桌面系统上，是windows和unix系操作系统双寡头局面，这种情况绝不会出现在嵌入式领域。这就给了后起之秀一个机会，只要你的产品好，工程师认同，你就有机会。嵌入式操作系统的目标用户是工程师，而工程师是一个善于学习的群体，容易接受新事物的群体，这也是djyos的机会。所以，djyos扬长避短，避开在通用计算机/服务器上与windows、linux、unix正面交锋，首先寻求在嵌入式领域寻找突破点，djyos要与非实时操作系统如嵌入式linux、wince竞争，以及实时操作系统如vxworks、qnx等竞争。djyos提供三种运行模式，si模式是为资源非常匮乏的单片机准备的，dlsp模式是为资源相对丰富的中大型工控系统准备的，mp模式是为移动计算设备准备的，djyos将首先从工控领域取得突破。djyos先天优异基因，将为它带来机会。
5.        开源，加速推广
一个全新的操作系统写出来了，要经过让人们接触、了解、熟悉、接受、使用的过程，这是走向成功的必经之路，在这个成熟的市场格局之下，这点尤为重要。djyos通过以下方法实现。
（1）通过宣传使人们能够接触到djyos。
（2）公开全部充满注释的源代码，以及完善的文档，让人们能够了解和熟悉djyos。
（3）djyos本身优秀的设计理念内涵，以及高可靠性的设计，使人们能够接受并扩大传播。
嵌入式软件的规模越来越大，越来越复杂，软件中潜藏的bugs也会越来越多，隐藏得越来越深，需要源代码来协助定位bug的需求也就越来越迫切。2005年以来， Windows CE、VxWorks、QNX都相继开源，有些是向公众开源，有些是向客户开源。我想，他们开源的初衷，并不是想像Linux那样，让公众修改他们的代码，而是市场压迫下不得不开源。所以，我认为，操作系统尤其是嵌入式操作系统，不管是免费的还是收费的，不开源就是没有出路的。对于自主操作系统来说，开源还有更重要的意义，可以藉此消除行业质疑，是证明你自主研发的最有力证据。
然而，开源后呢？一个新系统，摆一堆源代码在那里，然后你说你的系统有多么多么的先进，会有人看吗，会有人相信吗？用户把几万行代码拿到手里，根本就云里雾里。你必须有说明文档，这些文档必须详细，必须有良好的组织，必须易于阅读。djyos的5年研发过程中，有2年在写配套的书《都江堰操作系统与嵌入式系统设计》，该书并不是简单地作为djyos的说明文档，还融汇了许多软硬件系统架构设计方面的思想，而这些思想又构成了djyos设计的基石。可以说，光这份文档的制作时间，就超过仿制一个普通操作系统内核所需要的时间。

[ 本帖最后由 djyos 于 2009-7-29 09:43 编辑 ]

teczm

“生于有效创新，死于盲目仿制。”
很精辟！
不但适合系统，也适合创业中的技术企业。

djyos

19年前，linus和我一样，是个无名小卒。

dnybz

3楼的有点偏激了.