在笔者撰写的《C语言嵌入式系统编程修炼之道》一文中,主要陈诉的软件架构是单任务无操作系统平台的,而本文的侧重点则在于讲述操作系统嵌入的软件架构,二者的区别如下图:
嵌入式操作系统并不总是必须的,因为程序完全可以在裸板上运行。尽管如此,但对于复杂的系统,为使其具有任务管理、定时器管理、存储器管理、资源管理、事件管理、系统管理、消息管理、队列管理和中断处理的能力,提供多任务处理,更好的分配系统资源的功能,很有必要针对特定的硬件平台和实际应用移植操作系统。鉴于Linux的源代码开放性,它成为嵌入式操作系统领域的很好选择。国内外许多知名大学、公司、研究机构都加入了嵌入式Linux的研究行列,推出了一些著名的版本:
·RT-Linux提供了一个精巧的实时内核,把标准的Linux核心作为实时核心的一个进程同用户的实时进程一起调度。RT-Linux已成功地应用于航天飞机的空间数据采集、科学仪器测控和电影特技图像处理等广泛的应用领域。如NASA(美国国家宇航局)将装有 RT-Linux的设备放在飞机上,以测量Georage咫风的风速; ·uCLinux(Micro-Control-Linux,u表示Micro,C表示Control)去掉了MMU(内存管理)功能,应用于没有虚拟内存管理的微处理器/微控制器,它已经被成功地移植到了很多平台上。
本章涉及的mizi-linux由韩国mizi公司根据Linux 2.4内核移植而来,支持S3C2410A处理器。
1.Linux内核要点
和其他操作系统一样,Linux包含进程调度与进程间通信(IPC)、内存管理(MMU)、虚拟文件系统(VFS)、网络接口等,下图给出了Linux的组成及其关系:
Linux内核源代码包括多个目录:
(1)arch:包括硬件特定的内核代码,如arm、mips、i386等; (2)drivers:包含硬件驱动代码,如char、cdrom、scsi、mtd等; (3)include:通用头文件及针对不同平台特定的头文件,如asm-i386、asm-arm等; (4)init:内核初始化代码; (5)ipc:进程间通信代码; (6)kernel:内核核心代码; (7)mm:内存管理代码; (8)net:与网络协议栈相关的代码,如ipv4、ipv6、ethernet等; (9)fs:文件系统相关代码,如nfs、vfat等; (10)lib:库文件,与平台无关的strlen、strcpy等,如在string.c中包含:
char * strcpy(char * dest,const char *src) { char *tmp = dest; while ((*dest++ = *src++) != '\0') /* nothing */; return tmp; } |
(11)Documentation:文档
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