mos微型操作系统的设计与实现new

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1、万方数据嵌入式操作系统应用中文核心期刊<微计算机信息)(嵌入式与SOC)2008年第24卷第9-2期文章编号：1008-0570(2008)09—2-0022-03MOS微型操作系统的设计与实现DesignandImplementationofMOSMiniOperatingSystem陋苏技术师范学院)李红卫LIHong-wei摘要：本文介绍一个基于Intel80x86CPU实模式下的多任务微型操作系统MOS的设计与实现。着重阐述了MOS的层次结构、内存布局、引导程序设计、进程管理、上下文切换、信号量管

2、理、内存管理、文件系统、I，0管理、用户接口以及MOS命令处理程序。MOS可作为嵌入式操作系统。它易于扩充和移植。关键词：MOS微型操作系统；层次结构；进程；上下文切换中图分类号：TP316文献标识码：AAbstract：ThepaperintroducesthedesignandtheImplementationofasimplemulti—taskminioperatingsystem(MOS)basedOilIntel80x86CPUrealmodel．Itexpoundsthehierarchic

3、alstructureofMOS，memorylayout，designofbootstrap，processmanagement，contextswitch，semaphoremanagement，memorymanagement，filesystem，I／Omanagement，userinterfaceandMOScommandpro-cessor．MOScanbea8aembeddedoperatingsystem．It’sextensibleandportable．Keywords：MOSmiI

4、Iioperatingsystem；hierarchicalstructure；process；contextswitch1引言在嵌入式系统开发中往往需要一个微型操作系统，而目前常用的操作系统复杂而庞大，为此，本文提出设计一个简单的基于Intel80x86CPU实模式下的多任务实时微型操作系统MOS(MiniOperatingSystem)，实现了处理机与进程管理、存储管理、设备管理、文件系统，中断管理等功能，能很好地应用在嵌入式系统开发中。2MOS系统结构及内存布局MOS微型操作系统采用层次式模块化结构

5、，如图1所示。最底层的硬件和硬件之上的ROM—BIOS是Pc机本身具有的，MOS依赖于ROM—BIOS。MOS—IOS(MOSInput／OutputSystem)层是MOS系统的输入，输出层，提供了基本的输入，输出功能。在MOS—IOS之上是各种管理模块，包括进程控制、信号量管理、时钟管理、内存管理、文件系统和I／O管理等功能，这些功能通过MOS提供的系统调用为用户程序服务。MOS命令处理程序是用户操作计算机的接口。MOS系统运行于Intel80x86CPU实模式下，可管理的内存空间为1MB，图2是MO

6、S系统内存布局。整个内存空间分为三部分，第一部分是系统空间，从0x00000至0x31fff共200KB；第二部分是用户空间，从0x32000至0x9ffff共440KB；第三部分是Pc机保留的空间，从0xa0000至0xfffff共384KB。3MOS引导程序的设计当PC机加电后，首先执行ROM—BIOS初始化系统，然后将引导盘中的引导记录装入内存OxTC00处并执行，由引导记李红卫：教授硕士基金项目：江苏省高校自然科学研究资助项目：项目名称：RTEMS嵌入式实时操作系统的研究；颁发部门：江苏省教育厅(

7、06KJD520052)录完成操作系统的加载。MOS系统以1．44MB的3．5寸软磁盘为载体，其引导记录在软盘的0面0道l扇区。本系统充分利用这一扇区的512个字节实现更多的功能，通过软中断INTOx90实现读，写磁盘扇区，读，写文件分配表，查找文件簇号等基本功能。图l的MOS—lOS的功能代码包含在引导程序中。引导程序的主要功能是初始化MOS运行环境，把MOS系统装入内存，并将CPU控制权交给MOS，因此，引导程序需要在磁盘中寻找MOS系统文件，找到后将其装入内存并运行。应用程序用户调用MOS系统调用接

8、口MOS命令处理程序MOS系统调用接口内存管k件系lx／o程控理模块碑模块珲模块陆模块碑模块模块MOS．OSROM．BIOSI硬件l图1MOS操作系统层次结构OxFFFFFOxF0000Oxl∞0000xC00000xA00000x32∞0oxl2咖l查竺苎竺垫堡竖!!望竺生ox02000I竺型塑婴oxolF∞Iii量蕉壁鲍丛空回oxolD∞Ii!曼塑壁0x00900．!△!耋堡垃匿楚基出Ox005∞I一—!堕堡壁邕i!K星1