基于arm-linux平臺的物聯(lián)網(wǎng)平臺搭建(文件)
【正文】 負(fù)責(zé)與調(diào)試器共同配合完成對目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行著的進(jìn)程的調(diào)試。雖然此時(shí)物理上只有一臺計(jì)算機(jī)，但邏輯上仍然存在著宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)的區(qū)別。 經(jīng)過多次移植測試后，就在基于ARM920T核的53C24lO處理器為核心處理器的ARM9平臺上成功移植了Linux操作系統(tǒng)。為了能夠適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需求，應(yīng)該采用更高級的內(nèi)核。Linux 內(nèi)核來講，有很多重大的改進(jìn)，比如，支持更多的微處理器，對NUMA 服務(wù)器支持的改進(jìn)，更好的內(nèi)核互動(dòng)性以及響應(yīng)性，驅(qū)動(dòng)模式的改變，s y s 文件系統(tǒng)的引入等等。(1)調(diào)度器內(nèi)部機(jī)制55 Linux 調(diào)度算法的如下缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)。在進(jìn)程調(diào)度算法中，最核心的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是進(jìn)程就緒隊(duì)列。一旦某個(gè)普通進(jìn)程用完時(shí)間片，它的時(shí)間片和優(yōu)先級重新計(jì)算后，把它從Active array 隊(duì)列中挪到Expired array 隊(duì)列中。Linux 的調(diào)度算法中，引入一個(gè)優(yōu)先級數(shù)組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是O(1)算法得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。這個(gè)新特性帶來的主要好處是系統(tǒng)的可交互性有了很大的提升，這無疑對嵌入式應(yīng)用具有很重要的意義。（2）可搶占式內(nèi)核Linux 中，內(nèi)核是可以被搶占的，也就是說，內(nèi)核允許自身在執(zhí)56 行任務(wù)時(shí)被打斷，這樣，即使內(nèi)核正在做一些復(fù)雜的事情，用戶任務(wù)也可以繼續(xù)運(yùn)行。Active array 隊(duì)列和Expired array 隊(duì)列是通過兩個(gè)指針來訪問的，因此，在Active array隊(duì)列中所有進(jìn)程用完時(shí)間片后，把兩個(gè)指針對換一下就可以了， 調(diào)度器的切換要快很多。Linux 的調(diào)度算法中，每個(gè)CPU 有兩個(gè)進(jìn)程就緒隊(duì)列，Active array就緒隊(duì)列中，每個(gè)進(jìn)程均有時(shí)間片剩下，因此，可以參與CPU 的調(diào)度。而在2 . 6 的調(diào)度算法中，時(shí)間復(fù)雜度是O(1)是不可搶占的， 的調(diào)度算法中，如果進(jìn)程沒有擁有任何鎖，則其在內(nèi)核態(tài)也是可搶占的。1. 內(nèi)核大小在Linux 的配置選項(xiàng)中，專門有一個(gè)選項(xiàng)是針對嵌入式應(yīng)用的，通過合理配置該選項(xiàng)，可以使內(nèi)核的大小顯著減小，這在嵌入式開發(fā)中無疑是非常重要的。雖然在用戶進(jìn)程的調(diào)度上采用搶占式策略，但是而在內(nèi)核還是采用了輪轉(zhuǎn)的方法，如果有個(gè)內(nèi)核態(tài)的線程惡性占有CPU不釋放，那系統(tǒng)無法從中解脫出來，所以實(shí)時(shí)性并不是很強(qiáng)。目前我們使ARM920T+，從內(nèi)核和操作系統(tǒng)兩個(gè)大方面來說，都有繼續(xù)研究的需要。調(diào)試時(shí)，作為調(diào)試器的GDB運(yùn)行在宿主機(jī)上，相應(yīng)的GDB—Stub運(yùn)行在目標(biāo)機(jī)上。本次移植使用的是GDB—Stub。調(diào)試器通過某種通信方式與被調(diào)試進(jìn)程建立聯(lián)系，如串口、并口、網(wǎng)絡(luò)、DBM或者專用的通信方式。將編譯后生成的新Linux內(nèi)核加載到目標(biāo)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行運(yùn)行和調(diào)試，這個(gè)調(diào)試的過程就是交叉調(diào)試。需準(zhǔn)備兩臺計(jì)算機(jī)，一臺用作修改編譯Linux內(nèi)核，另一臺用作移植Linux內(nèi)核。在Linux內(nèi)核源代碼樹中，這部分代碼全部在areh目錄下，主要是被內(nèi)核直接調(diào)用的底層支持部分。 可以看出，Linux內(nèi)核中與具體硬件平臺相關(guān)的結(jié)構(gòu)主要分為兩個(gè)部分：與具體的處理器結(jié)構(gòu)相關(guān)的部分，包括中斷處理、內(nèi)存操作以及進(jìn)程控制等；與具體外設(shè)關(guān)系密切的部分，包括硬件驅(qū)動(dòng)與I／O設(shè)備。而后轉(zhuǎn)入系統(tǒng)部分，操作并使用這些硬件設(shè)備。3．3 內(nèi)核移植方法對于系統(tǒng)移植而言，Linux實(shí)際上是由兩個(gè)比較獨(dú)立的部分所構(gòu)成，即內(nèi)核部分和系統(tǒng)部分。如前所述，Linux已經(jīng)可以在多種體系結(jié)構(gòu)中運(yùn)行，那么，我們可以參考相近的體系結(jié)構(gòu)的代碼，只修改與我們的目標(biāo)硬件平臺不同的部分即可。通?？梢圆捎靡韵聝煞N方法進(jìn)行Linux內(nèi)核移植工作：(1)從頭設(shè)計(jì)。所以，從系統(tǒng)效率和性能的角度來考慮，Linux并沒有采用先進(jìn)的微內(nèi)核結(jié)構(gòu)而是選擇了傳統(tǒng)的單體內(nèi)核機(jī)構(gòu)。圖1 arm920t內(nèi)核啟動(dòng)圖片上集成的功能主要包括以下幾個(gè)方面：（1） ARM 內(nèi)核， 存儲(chǔ)器， 外部I/O，具有16KB 指令緩存/16kB 數(shù)據(jù)緩存和MMU 的微處理器；（2）外部存儲(chǔ)控制器（sDRAM 控制和片選邏輯）；（3）LCD 控制器（支持上到4k 色的STN 和256k 色的TFT），1 通道LCD 專用DMA；（4）具有外部請求引腳的4 通DMA；（5）3 通道UART（，16Byte Tx FIFO 和16Byte Rx FIFO）/2 通道SPI；（6）1 通道IIC 總線控制器/1 通道IIS 總線控制器；（7） 版本的SD 版本的MultiMedia 卡
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