将 Python 移植到嵌入式系统答案

【问题标题】：Porting Python to an embedded system将 Python 移植到嵌入式系统
【发布时间】：2012-03-20 03:11:12
【问题描述】：

我正在使用 ARM Cortex M3，我需要在其上移植 Python（无操作系统）。我最好的方法是什么？我只需要核心 Python 和基本 I/O。

【问题讨论】：

为什么想要 Python 这样的高级语言却不想要操作系统？
无论你想做什么，我怀疑 python 是否适合它..
考虑一种依赖较少的更简单的语言。看看Lua。

标签： python embedded

【解决方案1】：

天哪，这是一项艰巨的任务。 Python 依赖的内核服务有很多，您必须自己提供。我认为你最好寻找一个轻量级的操作系统——也许Minix 3？ -- 安装在您的嵌入式处理器上。

如果做不到这一点，我会非常想考虑手动翻译成 C 并在此基础上构建基本要素。

【讨论】：

否定。 “有很多 Python 依赖的内核服务”。不，Python 是一种语言解释器，而不是操作系统。 Python 使用一些特定于操作系统的 API，但它们都可以被禁用，或者您可以轻松编写自己的假/虚拟 API，然后它将编译并且基本功能应该可以工作。我做到了，它适用于 Python 从未存在的平台（非 POSIX 操作系统）。
好吧，如果你认为这听起来不是什么艰巨的任务，我怀疑做 PyMite 的人希望看到你这样做。

【解决方案2】：

一种可能的方法是在软件中构建自己的stack machine，以直接解释和执行Python byte code。当然，这不是一项移植工作，而且实施起来相当费力，但是为您的嵌入式系统构建的自包含 Python 字节码堆栈处理器可以让您无需操作系统。

另一种方法是编写自己的低级执行程序（比通用操作系统低一步），其中包含核心 Python 解释器端口所需的最少服务。我不确定这是否比构建堆栈处理器更多或更少的劳动密集型。

我不推荐这两种方法中的任何一种 - 就个人而言，我最喜欢 Charlie Martin 的 Minix 3 方法，因为它是一种平衡的需求折衷方案。另一方面，如果您的项目绝对需要没有操作系统的 Python 并且如果项目有出色的时间和金钱预算，我的建议可能会很有趣。

2012 年 3 月 5 日更新：鉴于严格遵守您的 Python/无操作系统要求，另一种可能的解决方案可能在于使用无操作系统 Java 虚拟机（例如，@987654323 @，目前处于测试阶段）并使用 Jython 从 Python 创建 Java 字节码。当然不是一个理想的现成解决方案，而且它似乎确实满足了无操作系统的 Python 要求。

【讨论】：

David，我认为字节码解释器还不够——python 依赖于许多服务和系统调用，例如，用于 I/O 和调度。
@CharlieMartin 你说得很好。同意，直接的 CPython 移植需要大量的系统服务。并且同意，直接字节码解释器需要相同的。我在想也许直接字节码执行的堆栈处理器风格需要较少的服务方式，因为堆栈处理器的性质会强制执行某些结构。我最近在看 Python 字节码，突然想到可以创建一个类似 Forth 类型的堆栈处理器来解释字节码流。不过可能太研究了。
这将是一个有趣的项目；问题是，总有一天，你仍然不得不对你的设备感到厌烦，我怀疑这是代码最糟糕的地方。

【解决方案3】：

你绝对应该看看 eLua：

http://www.eluaproject.net

"嵌入式电源，由 Lua 驱动借助 Lua 的强大功能快速原型化和开发嵌入式软件应用程序，并在各种微控制器架构上运行它们”

【讨论】：

【解决方案4】：

有几个项目试图将 Python 移植到您提到的情况，请查看 python-on-a-chip、PyMite 或 tinypy。这些针对没有操作系统的低功耗微控制器，并且倾向于关注稍微旧版本的 Python 语言并减少对库的支持。

【讨论】：

谢谢。可以肯定的是，“python-on-a-chip”和“PyMite”是同一个东西，对吧？

【解决方案5】：

编译成 c :)

http://shed-skin.blogspot.com/

【讨论】：

使用 shedskin 本身编译的结果需要使用操作系统目标库支持的 C++ 编译器进行编译。所以你仍然有一个操作系统要求。
那里有 ARM Cortex M3 C++ 编译器。核心 python 应该（我不是专家，所以请告诉我，如果我偏离基础）没有操作系统库，并且无论你做什么，基本 IO 都将依赖于平台。
嗯。再想一想，这是一个有趣的方法。因此，您为 shed-skin 生成的 C++ 编写低级执行程序或引导加载程序或简单的服务提供程序。这当然不会比我提出的更难，而且可能更难。感谢您指出这一点，8bitwide。

【解决方案6】：

fyi 我刚刚将 CPython 2.7x 移植到非 POSIX 操作系统。那很简单。您需要以正确的方式编写 pyconfig.h，删除大部分未使用的模块。禁用未使用的功能。然后修复编译、链接错误。然后它只是在解决一些简单的运行问题后才起作用。如果您没有一些 POSIX 标头，请自己编写一个。实现所有需要的 POSIX 函数，例如文件 i/o。在我的情况下花了 2-3 周。虽然我有大量定制的 Python 核心。不幸的是不能开源它:(。

在那之后，我认为 Python 可以轻松移植到任何具有足够 RAM 的平台。

【讨论】：

pyconfig.h怎么写？
@Meet Taraviya 嗨！这很容易。这是我的：pastebin.com/dvMgHUG4
^^^ 适用于 Windows。 + 一个用于“非 POSIX”：pastebin.com/3WjWcKG0。我不能包含一些非开源部分，抱歉。基本上你应该在它工作的时候禁用所有你可以。如果操作系统没有signal.h你禁用它，编写包装器等。我推荐使用Python 2.x，它更容易移植。
你是天使！！我已经尝试了 2 天。这是给您的款待：YouTube（对不起！）