03-嵌入式操作系统原理

嵌入式操作系统原理嵌入式LINUX操作系统引导嵌入式LINUX操作系统引导原理嵌入式系统引导器BootLoader编程嵌入式LINUX引导原理引导过程•系统加电或复位后，所有的CPU通常都从CPU制造商预先安排的地址上取指令•嵌入式系统通常都有某种类型的固态存储设备（比如：ROM、EEPROM或FLASH等）被安排这个起始地址上，因此在系统加电后，CPU将首先执行BootLoader程序•我们的BootLoader是从0地址开始存放的，而这块起始地址需要采用可引导的固态存储设备如FLASH引导器BootLoader编程BootLoader就是系统引导程序，类似于PC上的BIOS通过这段程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射，设置系统软硬件状态，为最终操作系统内核接管整个系统准备环境引导器BootLoader编程初始化硬件，特别是内存控制器提供Linux内核的启动参数启动Linux内核如何编写调试BootLoader简化开发过程的一些特征：•读写存储器•通过串口/网口上载文件到RAM•从RAM复制文件到Flash中BootLoader的启动过程多阶段的BootLoader能提供更为复杂的功能，以及更好的可移植性。从固态存储设备上启动的BootLoader大多都是2阶段的启动过程，也即启动过程可以分为stase1和stase2两部分。BOOTLOADER的生命周期初始化硬件•设置UART•设置网口•设置USB•检测存储器设置启动参数•内核硬件信息•波特率跳转到LinuxKernel的首地址BootLoader消亡，系统控制权移交给Linux内核嵌入式LINUX操作系统开发体系结构概览进程、线程与调度管理内存管理文件系统系统调用体系结构概览体系结构概览内核的功能•进程控制(processmanagement)•内存管理(Memorymanagement)•文件系统管理(Filesystemmanagement)•设备驱动程序(Devicecontrol)•网络(Networking)内核层次内核在系统中的位置•用户进程•系统调用接口•内核•硬件什么是Linux内核？•从程序员的角度•从用户的角度系统调用内核提供的一套C语言函数库称为系统调用应用程序使用系统调用完成编程任务系统调用分类•进程管理•进程间通信(IPC)•文件系统管理•网络编程(Socket)嵌入式LINUX操作系统内核选择内核内核配置编译内核安装内核选择内核认识Linux内核版本主版本•1.02.02.22.42.6•2,3年更新稳定版•2.0.402.2.122.4.182.6.7•1,2月更新稳定版更新•2.6.11.1~2.6.11.7•1,2周更新Linux内核源码内核目录结构：•/usr/src/Linux-***•/arch（重点）•/drivers•/fs•/include•/init•/ipc•/kernel•/mm•/net内核配置进入到内核源代码目录•cd/usr/src/linux-2.***makeconfigmakexconfigmakemenuconfigmake编译生成的文件vmlinux•未压缩的Linux内核varch/arch/boot/zImage•经zlib压缩后的Linux内核varch/arch/boot/bzImage•经zlib压缩后的Linux内核，b是指big，压缩狠/boot/vmlinuz-version•经zlib压缩后的Linux内核编译生成的文件v/boot/System.map-version•内核符号地址/boot/initrd-version.img•ramdisk,要挂载的根文件系统/lib/modules/version•模块vmodules.dep•模块依赖文件裁剪Linux目的是创建嵌入式Linux嵌入式硬件资源有限，所以要裁剪软件裁剪的对象包括：•Linux内核•库•守护进程•GUI裁剪Linux选择合适的文件系统•ext2，ext3，jffs2模块机制网络协议无用的驱动程序调试信息裁剪的技术要求•能省就省，能小就小，能快就快安装内核移植相关的文件相关文件和目录•arch/arm/config.in•arch/arm/Makefile•arch/arm/boot/Makefile•arch/arm/mach-s3c2410/*•include/asm-arm/arch-s3c2410/*•arch/arm/tools/mach-types•arch/arm/boot/compressed/head-s3c2410.S•arch/arm/boot/compressed/Makefile实验与案例实验1：移植引导程序到开发板实现引导•通过本实验指导学员熟悉U-boot或其他引导源码，指导学员在开发板上移植、编译、配置引导程序实验2：编译和安装内核•通过本实验指导学员熟悉对内核进行剪裁，在开发板上编译、安装内核实验3:Linux系统调用•通过本实验指导学员熟悉熟悉文件系统、进程管理、内存管理编程，熟悉系统调用谢谢大家问题建议反馈后续资源