OS 交付范围与验证

当前 OS 保持公共 Wait + 后端专属显式存储。平台不创建默认 worker、不启动 scheduler、 不隐式占用 task-notification index，也不创建最大对象池。产品 composition 和恢复策略 位于独立 examples/product 工程。

当前机制的完整合同在 OS contracts，逐项实际状态在 OS01–OS55 台账。implemented 只表示代码存在，只有 与当前 clean Git/配置/dependency/工具身份绑定的实际执行才建立软件资格。

机制

交付边界

Wait

单 waiter、多个合法 publisher、绝对同域 deadline、业务 predicate 权威

Baremetal

有界轮询，无任务仿真；睡眠须使用显式 Arch 合同

Native

调用方栈、join、closable byte-copy queue、真实 monotonic 条件等待

FreeRTOS

受维护九核 Port、静态对象、合法 task/IRQ 上下文、可 join 生命周期

direct notify

明示 receiver/index/生命周期，减少可选二值信号量成本

permanent task

无 join semaphore，entry 不返回且存储保留到 reset

closable queue

独立 opt-in storage/waiters；raw queue 不承担默认关闭成本

Tick/profile

SoC IRQ/CPU facts 与运行时政策分离，合法 Tick 来源明确

low power

浅睡眠＋显式 timer port；无 port 不自动睡眠

trace

调用方 bounded ring＋weak hook，无默认大型 trace buffer

MPU

独立 restricted-task profile，protected metadata、显式 user linker/regions、窄 delay/tick SVC

split security

匹配 Secure/NS Runtime、实际 TZ-aware port、caller Secure contexts 和 Idle 存储

外部应用交付

nexus-examples/apps/uart_owner_runtime 使用生成 typed factory 的 UART face。Native 创建两个 producer 和一个 owner 的真实 pthread；FreeRTOS 创建 producer/owner/stop coordinator 的显式静态任务；裸机用同一 owner 进行 cooperative service。三板引用 已有 console route，不定义新的接线或 provider。

关闭流程包含 stop admission、active cancel/drain、producer join、owner join、IRQ wake quiescence 和通知销毁。GoogleTest/GoogleMock 测试真实 BusOwner 和应用 shutdown 模块， mock 只替代外部 join/硬件 quiescence；覆盖阶段顺序、超时、错误、提前回收和重试。

部分启动失败分别回收已取得的资源。Native 先关闭提交、保持 owner 排空并 join 已运行任务。FreeRTOS 启动前使用 nx_freertos_task_discard_before_scheduler，先 suspend 移除内核候选 TCB 引用，再同步删除任务和完成 latch。它要求特权启动 上下文、NOT_STARTED、wrapper 尚未执行且没有未配对的 scheduler suspension； 成功后才允许复用栈、TCB 和 context。运行中任务继续使用 cooperative stop/join。 真实 POSIX kernel 回归验证逆序回收、回收存储毒化后复用、真实 scheduler 执行， 以及 scheduler 结束后拒绝 discard 已执行 wrapper，不能替代 MCU 实板验证。

Native 的显式 host 栈为三个 64 KiB buffer；应用预算相应独立增加。这是 host thread fixture 的资源，不是 MCU 栈成本。MCU 采用各 256 StackType_t word 的四任务参考预算， 声明 8-byte 对齐，仍需实板测量运行峰值，不能从启动最低容量推导。 FreeRTOS 示例停止 I/O 与发布者后保留 scheduler 所需平台时钟/Tick，coordinator 挂起； Native/裸机可继续 platform stop。产品 reset/scheduler-stop 策略单独拥有。

软件验证与实板边界

软件执行应包含 deadline 持续 wake、最终完成竞争、端口启动栈拒绝、Baseline IRQ 完整绑定、close/drain、任务复用、direct notification receiver/index、tickless 失败 和 trace overflow。GoogleMock 上下文模型、真实 POSIX kernel、Native 多任务示例、 九核 ABI 链接和安装 SDK 消费分别建立自己的证据。

可选 MPU 的十二个实际 ARM 软件变体和 V7/V8 host contract 已执行；当前拒绝 M0/M0+、 M7 kernel MPU 及 MPU+split。可选 split 的 31 个 Secure/NS 配对（62 ELF）覆盖当前 M23/M33/M55/M85 CPU authority 组合，并核对七个真实 SG veneers、import、上下文 ASM 与 caller Idle callback，没有默认 Secure heap/pool。split 的两个 host lease targets 分别覆盖整数和共享 FP/MVE bank 软件合同。两类都需要消费者提供明确 linker、存储 和可信生命周期；软件 fixture 的地址是 synthetic，未执行实际 MPU fault、安全归属、 跨世界启动或真实 context switch。细节见 OS contracts。

OS49–55 的物理工装定义已经可执行为 prepare/validate 工具，但硬件尚未连接，未运行 实际 IRQ→task 延迟、FP/MVE register retention、MSP/task peaks、Tick/deadline 误差、 满载生命周期、睡眠恢复或异常安全输出。准备计划保持 prepared_unbound，物理状态 保持 not_executed。计划不是测量结果，更不是 WCET、安全认证或产品 release。

python tools/hil/os_acceptance.py plan \
    --resolved build/stm32-qiming-freertos/generated/resolved.json \
    --report build/stm32-qiming-freertos/os-hil-plan.json

实板接入后由 station owner 配置五项明确预算 os_irq_latency、os_deadline_lateness、 os_low_power_lateness、os_lifecycle、os_fail_response；分别使用 us/us/us/count/us。 生命周期必须提供正 minimum，其他四项使用 maximum。记录与 station admission 绑定， 不能在 acquisition context 内放宽预算。

OS context 严格字段为 schema_version=1/kind=os_hil_context、admission_sha256、 workload/instrument file identities、实际 load/executor/irq_priorities/cpu_clock_hz、 features.fpu/mve、完整 stack_names 和 requirements。stack_names 列出 MSP 及该 workload 每个选定任务，raw stack trace 必须完全对应，不能只提交一个示例任务。features 与已 admission 的 CPU ABI 完全一致。 每项独立 raw trace 绑定 context SHA，保留逐样本/寄存器/stack/lifecycle/fail-stop 数据， 不能传入一个自行填写 status=passed 的摘要替代。采集时间需 fresh UTC offset。

python tools/hil/os_acceptance.py validate \
    --admission station/admission.json \
    --raw-evidence station/os-run.json \
    --report station/os-validation.json

报告要求未使用的输出目标，旧证据与输入永不覆盖。 这些命令只读取已保留记录，绝不自动操作硬件。测量方法、观测 load、供电、安全输出和 产品验收预算由实际 station/workload 审核，不能继承主机模型或旧提交的物理资格。

显式优化成本

32-bit ABI 的 standard development resource probe 已测得下列对象尺寸；具体 profile、 CPU Port、枚举 ABI 和编译器改变后须重新执行成本门禁。这些是实际 ELF 对象大小， 不表示运行 cycles 或最终软件候选资格。

对象

RAM bytes

成本责任

Wait face

16

保持现有公共 ABI

普通 notify

84

每对象静态 latch

direct notify

16

receiver/index 明示，省 68 B

可 join 任务

172

不含 caller stack

永久任务

88

不含 caller stack，省 84 B

raw queue

80

不含 payload

closable queue

96

比 raw 多 16 B，不含 payload/waiters

每个 concurrent queue waiter

84

调用方按实际并发数提供

Idle TCB＋默认栈

596

默认 84＋512 B；profile 可以改变

maximum_waiters 控制 close 的 scheduler-pause 遍历预算，payload item size 控制内核 单次复制的临界区预算。不可把整个 close 遍历的时间宣称为 IRQ 屏蔽时间，也不可用 静态 instruction 数代替测量延迟。成本门禁保留各自 argv、ELF/nm/disassembly 和尺寸； 资源最小 profile 与完整能力 profile 分别比较，禁止把不同负载的图像作为同一基线。