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教你轻松控制uClinux 嵌入式开发过程

作者:时间:2012-04-19来源:网络收藏

  是目前比较普及的嵌入式Linux版本之一,它的功能很多,并且随着低成本、可运行的32位CPU的激增,以及 首次成为Linux 2.6内核的一部分,uClinux将更加流行(如图1)。下面讨论一下开发者使用uClinux时如何控制开发过程,以及将会遇到的与普通Linux的不同之处。

  图1 uClinux运行在Palm上

  应用无内存管理

  uClinux与普通Linux系统的主要区别就是它没有内存管理。在普通Linux下,通过使用虚拟内存(VM)来实现内存管理。虚拟内存一般是通过内存管理单元(Memory Management Unit,简称MMU)来实现,而在uClinux的世界里,经常可以看到“NOMMU”这个词。

  在有虚拟内存的情况下,所有的进程都在相同的地址空间运行,由虚拟内存系统处理虚拟内存到物理内存的映射。因此,即使进程看到的虚拟内存是连续的,它所占的物理内存也可能是分散的,有的甚至被交换到了硬盘。因为物理内存能映射到进程地址空间的任何位置,所以这种环境下能够向正在运行的进程添加内存。

  在没有虚拟内存的情况下,每个进程必须被分配到固定的内存位置。由于一个进程的上、下(内存位置)都可能有别的进程在运行,所以它通常不能动态扩展内存。这就是说,在uClinux下运行的进程不能在运行过程中动态增加可用内存,这与传统Linux下的情况有所不同。

  对于uClinux开发者来说,分配内存是一个棘手的问题,并且由于没有任何形式的内存保护,任何应用程序或内核都可能破坏系统。更为糟糕的是,无意识的误操作不会引人注意,造成要跟踪随机的、进程间的破坏非常困难。但是这些缺陷对于uClinux来说几乎不算问题,这是因为使用 uClinux的系统一般没有硬盘驱动器和足够的内存,完全没有必要做复杂的管理和交换。

 做足内存映射

  对于内核开发者,uClinux与普通Linux区别很小。惟一真正会遇到的问题是uClinux内核开发者不能利用MMU提供的分页支持,比如,依赖虚拟内存的tmpfs文件系统在uClinux下就不起作用。类似的,普通Linux下的标准可执行文件格式 uClinux都不支持,因为它们都要利用虚拟内存的特性。uClinux需要一种新的格式——Flat,它是一种压缩的可执行文件格式,只保存可执行的代码和数据,以及将可执行程序装载到内存时所需要的重定位信息。

  理解uClinux内核中内存映射的实现方式也是很有必要的,因为有些方式在uClinux系统上行不通,理解内存映射的实现后可以避免使用这些方式。uClinux要求内存映射能够直接在文件系统中指到文件,从而保证它是顺序的和连续的,否则就必须事先为文件分配好内存,并把数据拷贝到分配给它的内存块上。

  因此,uClinux下有效内存映射的用法要素非常明确:首先,当前惟一能够保证文件连续存储的文件系统是ROM文件系统(Romfs),所以必须使用Romfs来避免传统内存分配;其次,只有只读的内存映射能够被共享,也就是说,为了避免传统内存分配,映射必须是只读的。由于这些原因,uClinux下的开发者不能利用“Copy-on- Write”特性。

  要将设备驱动程序移植到uClinux环境,需要做一些修改,这并不是因为内核上的区别,而是由于与硬件细节相关部分有所不同造成的。比如,普通Linux下,SMC网络驱动程序可以支持ISA SMC卡。该驱动程序是16位的,并且一般都分配到0x3ff以下的I/O地址空间。

  但是用来支持SMC卡的非ISA嵌入式版本,驱动程序要求运行在8位、16位或32位模式下都是可能的,并且在满32位的I/O地址中,中断号一般要高于ISA的最大值16。所以,与硬件细节相关的部分可能还是要做一些移植工作。


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关键词: uClinux 嵌入式开发

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