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实时操作系统到Linux系统的应用移植

2008-04-19 15:33:38 来源:嵌入式在线博客 作者:北京麦克泰软件技术有限公司 MontaVista CTO Jim Read



POSIX 

        POSIX流行在基于UNIX的开源系统中、政府和军事舞台。然而POSIX对于传统的嵌入式实时系统几乎没有影响。POSIX标准家族起源于美国国家标准与技术研究所,现在有被归入IEEE、IEEE1003和其他标准的预兆。在过去的十年中,POSIX经历了多次的修订,最近的一次是在2000年。 

        兼容性和一致性是两个关于POSIX的重要观点。兼容性意味着一个特定的操作系统平台贯彻标准的一些子集,这种贯彻是备有文件证明的。甚至那些执行微小子集的平台能够兼容于POSIX标准。POSIX的一致性,相反的,代表了更加严格的标准,意味着一个操作系统服从于过去的已证明测试。

SVR4,BSD和其他UNIX的API 

        事实上SVR4和UNIX的BSD版本是流行的系统标准,这些标准对于Linux的影响是巨大的。Linux贯彻了那些UNIX API的大的子集(举个例子,对于共享内存、队列、信号量、BSD套接口和TCP/IP堆的Linux的ipc系统调用)。 

        熟悉SVR4、BSD,或者像AIX,HP-UX等其他通用的UNIX的开发人员对于Linux他们也能够很快的掌握。

c语言库 

        在嵌入式设计、RTOS或其他方面,很多API仅仅是标准c库,这些库或者是直接执行函数或者是作为系统调用的包装。Linux有熟悉的libc/glibc,尽管尺寸很大,但易于理解。 

        glibc的运行时间是对嵌入式应用程序内存尺寸的挑战。很多Linux的供应商为对于尺寸敏感的应用程序提供了经过裁减了的库。

RTOS接口层 

        RTOS的核心是对于进程间通讯调用的使用,这种调用提供了在任务中同步和通讯的机制。 

        表1提供了在典型的RTOS进程间通讯调用和同等的Linux调用之间的映射总结。 

        尽管在RTOS的调用和同等的Linux调用之间的映射是直接的,但是移植的工作量会被增加,如果使用仿真库,这种仿真库为其他RTOS移植过来的Linux应用程序提供了同样的调用接口。 

        对于Xenomai开源项目,这样的一个仿真技术是适用的。而这里,不同的仿真层提供给POSIX、VxWorks、VRTX和Itron这些被广泛使用的RTOS。注意,像很多开源项目,Xenomai和它的外壳是正在进行的工作,他们可能还没有完成或者还要进行修改。不过,它代表了一个在移植过程中潜在的高价值的出发点。 

        举个例子,POSIX模块主要是用来提供PSE51兼容的API.为了帮助移植其他PSE51兼容 

        API的应用程序,它包含了一些对于POSIX规范的扩展。 

        POSIX外壳已经包含了以下这些基本的特色: 

                线程 

                互斥量 
                
                信号量 

                条件变量 

                实时信号的支持 

                放弃和放弃处理 

                特殊线程数据 

                消息队列 
        
                定时器支持 

                共享内存 
        POSIX外壳创建实时线程,他们或是运行在Linux内核模块或者在用户空间的周期应用程序中。 

        实时内核的API允许内核和用户空间的编程。开发人员通常更喜欢在用户空间编程,因为他们之间的延迟小,特别是在硬件上,MMU的切换开销很小。目前为止在用户空间编程比直接从内核空间运行应用程序更为容易。在用户空间编程带来了内存保护和在这个环境中调试实时应用程序的GNU调试器的支持。

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