第五章ucLinux操作系统.ppt-大连理工大学精品课程.ppt

嵌入式系统程序设计 大连理工大学软件学院 嵌入式系统工程系 赖晓晨 uClinux操作系统 uClinux操作系统简介 uClinux操作系统架构 BusyBox 一、uClinux操作系统简介 uClinux的历史 uClinux的特点 uClinux小型化方法 uClinux的实时性问题 uClinux操作系统简介（续） uClinux的硬件平台和软件开发环境 基于uClinux的ARM平台软件架构 Unix/Linux系统通常使用的可执行文件格式 uClinux的内存管理 1. uClinux的历史 1998年1月uClinux发行第一版，该版本基于Palm PDA实现； 1999年2月份成功移植到Motorola的ColdFire系列处理器MCF5206和MCF5307； uClinux发行至今已经历多个版本，最常用的版本为uClinux-dist 目前的uClinux不仅支持没有MMU处理器，同时也支持MMU处理器，包括ARM9、MIPS、68K、x86甚至SPARC等高性能处理器。 2. uClinux的特点 广泛的处理器结构和硬件平台支持：基于Linux-2.4.x内核的uClinux，支持19种处理器结构，并在60种以上的硬件开发平台成功实现。 完全的Linux内核的特性：uClinux具备标准Linux系统的稳定性，并且支持linux内核约定的全部的特性，包括内核优先级特性以及许多的文件系统，设备驱动。 uClinux的特点（续） 占用空间小：uClinux内核不超过512KB，加上工具不超过900KB。UClinux是一个高度可定制化的内核，通过定制内核可以获得到一个300k以下的可固化的内核压缩镜像，包括终端和一些基本的设备驱动以及只读文件系统。 uClinux的特点（续） 重写了标准c函数库：uClinux系统中所有应用程序使用了嵌入式的标准C函数库uClibc或uC-libc，该函数库精简了Linux系统中的标准函数库libc。 uClinux的特点（续） 丰富的应用软件：uClinux发布包中有大量的应用程序，包括各种网络协议、服务，图形界面，音频播放软件等等。除少数情况外，在uClinux平台上可完全使用Linux应用程序接口，因此，用户可以移植Linux上的应用程序到uClinux系统。 uClinux的特点（续） 低廉的成本： 软件方面：自由开放的系统、开发工具和大量应用程序，可以节省用户的开发投入。 硬件方面：内存管理单元MMU核心大小约占典型的ARM SoC(System-on-Chip单片机)晶体的30%，典型的网络和嵌入式系统里有一半以上的应用程序不需要MMU。 uClinux的特点（续） 开源软件：源代码开放使用户得以跟踪和定制最核心和底层的代码以满足用户系统的需求。同时自由软件生命力强大，不断升级的新版本以及强大的网上技术支持给用户产品的维护和升级带来很大的方便。 完美的文件系统：uClinux支持一般的文件系统如NFS，EXT2，FAT16/32等，同时更支持专为嵌入式系统设计的ROMFS、JFFS文件系统，在通常应用中，更多的使用后面的文件系统。 3. uClinux小型化方法 采用romfs文件系统。 romfs文件系统比ext2需要更少的代码； romfs文件系统相对简单，超级块(superblock)需要更少的存储空间。 重写了应用程序库，相对于越来越大且越来越全的glibc库，uClibc对glibc做了精简。 4. uClinux的实时性问题 uClinux本身并没有关注实时问题，它并不是为了Linux的实时性而提出的。另外有一种Rt-linux关注实时问题。 Rt-linux执行管理器把普通Linux的内核当成一个任务运行，同时还管理了实时进程。而非实时进程则交给普通Linux内核处理。 uClinux可以使用Rt-linux的patch，从而增强uClinux的实时性，使得uClinux可以应用于工业控制、进程控制等一些实时要求较高的应用。且保持了与标准linux的兼容。 5. uClinux的软硬件开发环境 运行uClinux的硬件平台主要包括如下几个部分： CPU(ARMv4指令集兼容)； Uart； memory?controller； 定时器； flash存储器，SDRAM存储器； 中断控制器和DMA。 uClinux的软硬件开发环境（续） 宿主机运行linux操作系统，或使用cygwin模拟linux操作系统 宿主机安装GNU开发套件 Gcc、Binutils、Gdb：arm-elf-gcc … uClinux的打印终端：uClinux的默认终端是串口，内核在启动时所有的信息都打印到串口终端(printk函数)，也可以通过串口终