从RTOS到Linux的应用移植.pdf

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1、经验交流从RTOS到Linux的应用移植李玮莹。姚兴伟(电子科技大学空天科学技术研究院，成都611731)由图1可看出，移植的基本步骤为：引言①RTOS的全部应用代码移植到一个Linux单进程；在过去几年中，Linux成功地取代了一些最主要的传②RTOS的任务转换成Linux线程；统RT0S(实时操作系统)平台，成为了各种各样的嵌入式③RTOS的物理地址空间映射到Linux的虚拟地址设备和应用中首选的嵌入式操作系统。尽管一度曾被认空间。为是不重要的平台，但今天嵌入式Linux已经成为主流，在具体的应用移植过程中，还应考虑在Linux系统下广泛应用于消费电子、手持和无线

2、设备、数据联网以及电解决上层应用实时响应底层硬件中断，应用层与内核层的信设备等领域。Google公司在2007年11月发布的An—异步通信、数据交换，以及多进程、多线程的设计等问题。droid手机操作系统正是基于Linux内核的操作系统，使2RTOS到Linux的移植实现得Linux在数字移动电话业取得跨越式发展。笔者在从台式频谱仪到手持式频谱仪的项目研发中2．1地址映射实现了RTOS到Linux的应用移植。本文介绍了整体的多数RTOS是针对较早的无MMu的CPU而设计，设计思路和一些关键问题的实现细节。所以忽略了内存管理部分，即使当MMU问世后也是这样——不区分物理

3、地址和虚拟地址。大多数RTOS还全1RTOS到Linux的移植分析部运行在特权模式，虽然表面上看来是增强了性能，但全几乎所有的RTOS都有一个简单的编程模型，它由部的RTOS应用和系统代码都能够访问整个地址空间、多线程的执行(通常称为任务)构成，包含在单一的地址空内存映射过的设备以及其他I／0操作。这样，即使存在差间中。在RTOS中，单一主程序下多任务同时运行，具有别，也很难把RTOS应用程序代码同驱动程序代码区分很高的实时响应能力。开来。过去大多数嵌入式处理器没有内存管理单元，因此对于当前包含MMU的处理器而言，Linux系统提供RTOS是单地址空间模式，即它们的物

4、理地址和逻辑地址了复杂的存储管理系统，使得进程所能访问的虚拟内存达都是一样的。然而目前大多数的中高端处理器配备了到4GB。MMU(内存管理单元)。在MMU的支持下，Linux采用在Linux系统中，进程的4GB虚拟内存空间口被分虚拟内存管理，将地址空间分为物理地址和虚拟地址，因为两个部分——用户空间与内核空间。用户地址空间一此系统操作硬件时要进行地址映射。般分布为0～3GB，剩下的3～4GB为内核空间。上层应根据两类系统的体系结构，RTOS移植到Linux的基用程序通常情况下只能访问用户空间的虚拟地址，不能访本框架如图1所示。问内核空间的虚拟地址。应用程序只有通过系统

5、调用(代表应用程序进程在内核态执行)等方式才可以访问到内核空间。而外设I／O资源是不在Linux内核虚拟地址空间中的(如SRAM或硬件接口寄存器等)，若需要访问某外设I／O资源，必须先将其物理地址映射到内核虚拟地址空间中，然后才能在内核空间中访问它。Linux内核访问外设I／0资源的方式有两种：静态映射(map—desc)和动态映射(ioremap)。对于静态映射，内核在系统启动时通过map—desc结构体静态创建I／O资源图1RTOS移植到Linux的基本框架到内核地址空间的线性映射表(即pagetable)，这种映射64Microcontrollers＆Embed

6、dedSystems2012年第2期WWW．mesnet．com．cn经验交流表是一一映射的关系。开发人员可以自定义该I／O内存程内部，它是比进程更小的能独立运行的基本单位，是资源映射后的虚拟地址。创建好了静态映射表，在内核或Linux系统分配CPU时间的基本单位。线程比进程更节驱动中访问该I／O资源时则无需再进行ioremap映射，可约资源，节约时间。在具体的移植过程中，采用主进程等以直接通过映射后的I／0虚拟地址去访问它。待上层连接，主进程下多线程并行执行。同时采用互斥信这里主要讨论更常用的动态映射方式。动态映射方号量解决线程访问资源的同步问题。式是直接通过内核提

7、供的ioremap函数动态创建一段外Linux主进程程序流程如图3所示。设I／0内存资源到内核虚拟地址的映射表，从而可以在内核空间中访问这段I／O资源。代码如下：#definebcon*(volatileunsignedlong)ioremap(0x56000010，4)／／动态映射上述代码的含义是将0x56000010开始的4字节的物理地址映射到内核的虚拟地址中，返回的起始虚拟地址值赋给bcon宏定义。对宏定义的操作即对物理地址的操作。ioremap宏定义在asm／io．h内：#defineioremap(addr，size)ioremap(add