（计算机系统结构专业论文）基于uclinux的gsmcdma数据通信软件平台设计及应用.pdf

摘要 摘要 随着无线网络技术的发展及嵌入式系统的广泛应用，g s m c d m a 的应用已 经不局限于语音通话。随着短消息平台的开放，c d m a g s mj 下越来越多地广泛 应用于监控、数据采集、g p s 定位、消防报警、物流等等诸多领域。 在这些应用的软件开发中，对于c d m a g s m 无线终端( m o d e m ) 的控制都是 通过相应的g s ma t 命令集进行的。传统的软件开发方式依赖于具体的 c d m a g s m 无线终端的型号，因为不同厂家提供的无线终端使用的a t 命令可 能不一致，一般都有自己对标准a t 命令集的扩充。这一方面造成基于 c d m a g s m 的应用软件可移植性差，另一方面也加大了软件开发的难度。 由于u c l i n u x 在嵌入式系统中的应用愈加广泛，本文设计了基于u c l i n u x 的 无线通信软件开发平台。基于这个平台，应用软件的开发独立于具体的a t 命令 集，从而大大增强了软件的可移植性，降低了软件开发的难度。这个数据通信软 件开发平台可以同时支持多个型号的c d m a g s m 无线终端，具有很强的可扩充 性及灵活性。 作为无线通信软件平台的一个应用，本文实现了一个手机电话簿同步的软 件。由于设计了通用电话簿的格式，使得电话簿可以在不同手机之间进行转换， 具有很强的灵活性及实用性。 【关键字】g s m c d 舭u c l i n u x 最小化软件平台通用电话簿 摘要 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to f w i r e l e s sn e t w o r ka n dw i d e l ya p p l i e do f e m b e d d e d s y s t e m ，t h ea p p l i c a t i o no fg s m c d m at e c h n o l o g yi sn e tc o n f i n e di nt h ef i e l do f v o i c ec o m m u n i c a t i o n w i t ht h es m sp l a t f o r m ，g s m c d m ai sb e i n gw i d e l yu s e di n t h ef i e l d ss u c ha sm o n i t o r i n ga n dc o n t r o l l i n g ，d a t ag a t h e r i n g ，g p sp o s h i o n i n g ，f i r e f i g h t i n ga l a r m i n g ，a n dl o g i s t i c i nt h e s ea p p l i c a t i o n s t l l es o f t w a r ec o m m u n i e a t e sw i mc d m a g s mm o d e m t h r o u g ha tc o m m a n d s t h u s ，f o rt h es a k eo fd i f i e r e n ta tc o m m a n ds e t so fd i f r c r e n t t y p e so fw i r e l e s sm o d e mf r o mv a r i o u sv e n d o r s ，t h es o f t w a r er e l i e so nt h es p e c i f i c m o d e lt y p eo fc d m a g s mm o d e m d i f f e r e n tw i r e l e s sm o d e mv e n d o r sm a ye x t e n d s t h ed e f i n i t i o no fs t a n d a r da tc o n u n a n ds e t ，w h i c hr e s u l t si nl e s sp o r t a b i l ho f s o f t w a r ea n dm a k e si th a r d e rt od e v e l o ps u c hs o f t w a r e a sw ek n o wt h a tu c l i n u x ，a sad e r i v a t i o no fl i n u xo p e r a t i n gs y s t e m ，i s b e c o m i n gm o r ew i d e l yu s e di ne m b e d d e ds y s t e m s o ，t h ea u t h o rd e s i g n saw i r e l e s s s o f t w a r e d e v e l o p m e n tp l a t f o r m b a s e do nu c l i n u x o p e r a t i n gs y s t e m w i t h t h i s p l a t f o r m ，t h es o f t w a r ed e v e l o p m e n tw i l ln o td e p e n do nt h es p e c i f i ca tc o m m a n ds e t ， w h i c he n h a n c e st h es o f t w a r ep o r t a b i l i t y t h i ss o f t w a r ep l a t f o r mh a st h ee n o u g h e x t e n d i b i l i t ya n df e a s i b i l i t yt h a ti tc a ns u p p o r tm a n yt y p e so f c d m a g s m m o d e m s a sa ns p e c i f i ca p p l i c a t i o no ft h i ss o f t w a r ep l a t f o r m ，w ec a r r yo u tat o o lw h i c h c a nb a c k u pa n du p d a t et h ep h o n e b o o ko f c e l lp h o n e s w h a tm a k e si ta l lm o r ep r a c t i c a l u t i l i t yi st h ed e s i g n i n go fu n i v e r s a lp h o n e b o o kf o r m a t w i t ht h i sp h o n e b o o kf o r m a t ， t h ep h o n e b o o k sf r o md i f f e r e n tc e l lp h o n ec a nb ee x c h a n g e d 【k e y w o r d s 】g s m c d m a ；u c l i n u x ：w i r e l e s s s o f t w a r e d e v e l o p m e n t p l a t f o r m ：u n i v e r s a lp h o n e b o o k 前言 第一章前言 随着无线网络技术的发展，g s m c d m a 的应用也越来越广泛，除了语音通 信、多媒体信息传输之外，在远距离旅控、数据采集、g p s 定位、无线报警、缴 费通知等等诸多领域的应用也日渐增多。 所有这些应用都是基于对g s m c d m a 模块( m o d e m ) 的操作的基础之上的， 都有一个共同的特点，就是应用程序通过a t 命令与g s m c d m a 模块进行数据 的交互，来完成相应的任务。但不同厂家提供的g s m c d m a 模块使用的a t 命 令集不一致，这造成了上层应用程序依赖于具体的a t 命令集，可移植性差，加 大了开发的难度。 因此，有必要建立一个g s m c d m a 通信软件开发平台，这个开发平台通过 对a t 命令集进行封装，提供一些函数接口。而上层应用软件使用开发平台提供 的函数接口与g s m c d m a 进行通信，从而独立于具体的a t 命令集，增强了软 件的可移植性，同时也降低了软件开发的难度。 在嵌入式领域，基于成本考虑，没有m m u 的处理器被广泛应用，u c l i n u x 作为l i n u x 的一个衍生版本，主要是针对没有m m u 的处理器而开发的，并且专 为嵌入式系统做了许多小型化，非常适用于嵌入式领域。 u c l i n u x 支持多任务，它一方面继承了l i n u x 的大部分优点，例如稳定性、 各种网络协议栈的支持以及不同类型的文件系统支持等等，另一方面，内核精简 ( 一般小于5 1 2 k ) ，并支持常用的嵌入式微控制器系列。实际上，u c l i n u x 已经 成功应用于路由器、网络摄像机、机顶盒、p d a 等诸多领域。毋庸置疑，使用 嵌入式u c l i n u x 进行产品开发有一个很大的优势，那就是开发资源丰富，而且 成本低廉。 由于u c l i u n x 在嵌入式系统中应用越来越广泛，在u c l i n u x 上实现 g s m c d m a 通信软件开发平台就有重要的意义。 开发平台的架设 2 1 硬件平台 第二章开发平台的架设 硬件平台我们使用的是p h i l i p s 的p h y c o r e h d 2 0 0 开发板。开发板由两部 分组成，底板上是外设的接口电路，跳线开关、l e d ，2 个c a n 总线接口和2 个u a r t 接口都在底板上。核心板上有p h i l i p s l p c 2 2 9 4 c p u 、1 6 m b 的f l a s h ，2 m b 的s r a m ，以及j t a g 调试接口。底板与核心板之间通过两个连接头相连。核心 板方块图如图2 - 1 所示： p h ll ips 皿r a 姗m | | 岩黧bll 戡pp l p c 2 2 9 2 9 4 d a t a jili 1 r “t ”“ h o 1 垂4 2 3 y r x d o k x d 0 i 篓竺竺| 陬i x i j u ! 飘i x o l i ，j e r x d l 仃、0 1 o r , t a g b u 3 一 e j t a g - c a n 2 1 _ ；! ；_ 盖并“1 c a n 2 h ! c a n 2 l c c a ni 。t 。r a + n s c 。e 。i 。v 。e 。r 。j o p t o i n t e 订a o e c 酬 r 苎x 试“”。1c “ 挑jc a h l l n 1 2 c 【j 德懋飘刚o p t n e d 啦a i l ，op o r t s c r e s e t s p i s p | b u = s l 1 o | r e s e t t - f h cl 美篙翟 e e p r o m r l 图2 - 1p h y c o r e - l p c 2 2 9 2 ，2 2 9 4 方块图 l p c 2 2 9 4 是一款基于1 6 3 2 位a r m t t d m i s ，并支持实时仿真和跟踪的 c p u ，并带有2 5 6k 字节( k b ) 嵌入的高速f l a s h 存储器。1 2 8 位宽度的存储器接 口和独特的加速结构使3 2 位代码能够在最大时钟速率下运行。对代码规模有严 格控制的应用可使用1 6 位t h u m b 模式将代码规模降低超过3 0 ，而性能的损 失却很小。 l p c 2 2 9 4 采用1 4 4 脚封装、极低的功耗、多个3 2 位定时器、8 路1 0 位a d c 、 2 4 路高级c a n 通道、p w m 输出以及多达9 个的外部中断，这款微控制器特别 适合自动化、工业控制、医疗系统、访问控制和故障容限维护总线等应用领域。 其内部可用g p i o s 范围为7 6 脚( 外部存储区) 到1 1 2 脚( 单片) 。由于内置了宽范围 2 开发平台的架设 的串行通信接口，它们也非常适合于通信网关、协议转换器、嵌入式软件调制解 调器以及其它各种类型的应用。 开发板的两个u a r t 中，u a r t 0 是作为u c l i n u x 的控制台使用的，提供一 个人机交互的界面。u a r t l 用作开发板与外部无线通信模块之间的连接。由于 开发板一lu a r t 是r s 2 3 2 接口，r s 2 3 2 信号是用+ 3 v + 1 2 v 之间的电压表示逻辑 1 ，是用一3 v 1 2 v 表示逻辑0 ，这与无线通信模块使用的的t t l 电平不一致，必 须进行二者之问的电平转换，因此又在开发板之外接了个电平转换的电路，在此 使用的集成电平转换芯片v l a x 2 3 2 为r s - - 2 3 2 c t t l 电平转换芯片。如图2 2 所示： 印f v 土礓廿雌毪 g i - 啦v 一 韭蹈墅群 心一 n 酐1 1 0 r l i 嬲1 狮1 ” 1 耐i 甜r t = 阳0 u l l 叩 矗l 州 踟n 删 图2 - 2i v l a x 2 3 2 电平转换图 我们选用m o t o l o r av 6 0 c 手机作为无线通信模块，经过分析，手机外部数据 接口引脚的定义如下： 引脚名称说明 1g n d 电源接地信号 2b a t tf d b k 电池反馈 3e x t b + 接外部电源 4t x dt x d 5r x dr x d 6i sr t s 7s w b +s w i t c h e db a t t e r y 8c t sc t s 9d c dd c d 1 0r id u m bs e l e c t2 1 1d t rd u m bs e l e c t1 1 2d s rd u m bs e l e c t0 1 30 p t l 可选引脚1 1 40 p t 2 可选引脚2 3 秀发孚螽豹絮竣 1 5a u d i oo u t 音频输出 1 6a u d i oi n 音频输入 1 7a u d i og n d音频接她绩号 表2 - 1m o t o v 6 0 c 数据接嚣 | 辩定义 2 2 软佟开发调试琢境 2 2 1 调试环境介绍 良好的开发调试舔壤缝够逐速壤定德错误所在，大大逮缩短开发时闻，蕊俊 产品的上市遴度。在我们的开发环境中使用了g d b 的远程调试功能，在开发端 使用a l t o - e l f - i n s i g h t ( g d b 的图形界面版本) ，通过t c p 连接与运行程服务器端的 m u l t i - i c eg d bs e r v e r 送嚣：i 羲售，遂囊逶遐m u l t i - i c es e r v e r 实瑰下液程旁、摹步 执行、读写内存、查看寄稃器内容、显示及修改变量的值等调试功能。整个开发 环境如图2 3 所示： 运行 乎台 开发平台的架设 协议协同工作，m u l t i i c e g d b s e r v e r 将开发端的a r m - e l f - g d b 发送的调试请求转 交给m u l t i i c e s e r v e r ，由m u l t i i c e s e r v e r 通过m u t l i c e 将请求转换成j t a g 命令 序列发送到s o c ，并将得到的结果回复给m u l t i - i c e - g d b s e r v e r ， m u l t i i c e g d b - s e r v e r 再通过标准远程串行协议发送给a r l n e l f - g d b ，从而与开发者 进行交互。 2 2 2 。调试软件的编译 在整个调试环境中，m u l t i i c e - g d b s e r v e r 是个关键的工具，它使得a m e l f - g d b 能够与m u l t i i c e 仿真器进行通信，这个软件的源代码可以从 f t p ：s o u r c e r e d h a t c o m p u b g d b 下载。这个软件的编译，需要r d i ( r e m o t ed e b u g i n t e r f a c e ) 头文件及函数库，所需要的文件可以在a r m 网站上下载。将所需要 的文件下载及解压缩之后可以在通过下面的命令进行编译( 在w i n d o w s 的 c y g w i n 平台下) ： $ t m p m i g d b g d b 一5 1 1 c o n f i g u r e - - v - t a r g e t a r m e l f - e n a b l e m u l t i i c e2 & 1l t e e m a k e o u t $ m a k e - - wa l l l i b i b e r t ya l l b f d2 1i t e em a k e o u t $ c dg d b m u l t i i c e $ m a k e - - w m u l t i i c e i n c l u d e s = - i c y g d r i v e c r d i h e a d e r s ” m u l t i i c e l i b s= - l c y g d r i v e c m u l t i i c e l t m p m i g d b g d b 一5 1 1 m u l t i i c e - l t o o l c o n f “2 ll t e em a k e o u t 其中 m u l t i i c e 是w i n d o w s 下m u l t i i c es e r v e r 安装的路径 2 2 3 调试软件的使用 1 先将m u l t i i c e 和开发板连接起来，并将开发板上电。 2 运行a r mm u l t i i c es e r v e r ，进行与开发板相关的配置。 3 运行m u l t i - i c e g d b - s e r v e r e x e 因为m u l t i - i c e g d b s e r v e r e x e 要使用m u l t i i c e d l l ，这个文件在m u l t i i c e 的安 装目录下，在环境变量中要保证包括这个路径，或者将m u l t i i c e g d b s e r v e r e x e 拷贝到m u l t i i c e 的安装目录下。 m u l t i i c e g d b s e r v e r - r e m o t e p o r t9 0 0 0 曲y t e s e xl - e o n f i g - d i a l o g r e m o t e - p o r t9 0 0 指定m u l t i - i c e g d b s e r v e r 在t c p9 0 0 0 端口进行监听，换句话说， - 5 - 嚣发平台酶架 瑟 g d bc l i e n t ( 在这里就是a r n c l e l f - i n s i g h t ) 使用这个端口与m u l t i * i c e g d b s e r v e r 进行 连接。邀令臻舀篷霹潋任意撂定，只要不程臻豹瘦矮i 孛突露霹。 一- b y t e s e xl 告诉g d bs e r v e r 使用的是l i t t l e e n d i a n ( 1 ) 还是b i g - e n d i a n ( b ) c o n f i g w d i a l o g 使g d bs e r v e r 弹出m u l t i i c e 配衡对话框。 还鸯一些萁毯鹣选颂请参考豫鹩h e l pm u f t i i c e - g d b s e r v e r - h e l p 4 运行a r l n - e l f - i n s i g h t 运行a r m - e l f - i n s i g h t 之癌，滋瑗圈形赛褥翡谲试接翻。毒戳遴遗菜擎 r u n - c o n n e c tt ot a r g e t 连接m u l t i i c e - g d b s e r v e r 在弹出的对话框中t a r g e t 选择 r e m o t e f l ? c p , h o s t n a m e 填运行m u l t i * i c e 一鲥b - s e r v e r 的机器的i p 。p o r t 填9 0 0 0 ，( 假 设m u l t i i c e - g d b s e r v e r 程9 0 0 0 蠛翻整暖。连接戴功之螽裁霹荻蠢开e l f 文耱下载 至g 通过綮单r u n - d o w n l o a d 下载到r a m 中。 一6 一 l i n u x 内核构建系统k b u i l d 第三章l i n u x 内核构建系统k b u i l d k b u i l d 即k e r n e lb u i l ds y s t e m ，泛指构建一个完整并能够运行的l i n u x 内核 所需要的一切资源，包括m a k e 、编译器、链接器、脚本、中间件、配置文件及 m a k e f i l e s 。 3 1 l i n u x 中的m a k e f i l e l i n u x 中的m a k e f i l e 可以分为以下几类 1 顶层的m a k e f i l e ，定义了所有与体系结构无关的变量和目标。它读 取c o n f i g 文件，并根据其信息最终生成v r r d i n t t x 和m o d u l e s 。m a k e 通过 向下递归调用子目录中的m a k e f i l e 来编译这两个目标。 2 c o n f i g ，可以认为是m a k e f i l e 的一个片断，它会被顶层的m a k e f i l e 包含。 m a k ec o n f i g m e n u c o n f i g x c o n f i g g c o n f i g 过程会在根目录下生成该配置 文件，其内容记录了具体的配置选择。 3 a r c h $ ( a r c h ) m a k e f i l e ，是与特定体系结构相关的m a k e f i l e 。它被项层 的m a k e f i l e 包含，扩展了顶层m a k e f i l e 中有关变量，为k b u i l d 提供体系 结构的信息。 4 s c r i p t s 目录下的各种m a k e f i l e 。m a k e f i l e b u i l d 文件定义了编译内核文件 所需要的一些通用规则；m a k e f i l e 1 i b 则提供了生成要编译文件列表的函 数；m a k e f i l e c l e a n 则定义了用来清除编译产生的各种文件所需要的规 则：m a k e f i l e h o s t 则用来产生编译内核所需要的中间件。 5 k b u i l dm a k e f i l e s ：存在于每个子目录下，定义了要编译的文件列表及要 生成的目标。 3 2 k b u i l d 执行过程 1 首先通过m a k ec o n f i g m e n u c o n f i g x c o n f i g g c o n f i g 等方式配置内核，生 成c o n f i g 文件，及i n c l u d e l i n u x a u t o c o n f h 文件，内核具体配置信息都包 含在这两个文件中。c o n f i g 文件用于m a k e f i l e ，而a u t o c o n h 文件则被 内核源代码文件包含。 2 m a k e 从根目录m a k e f i l e 开始执行，从中获得与体系结构无关的变量和 依赖关系。 3 通过i n c l u d ea r c h $ ( a r c h ) m a k e f i l e 方式从i n c l u d e a r c h $ ( a r c h ) l i n u x 内核构建系统k b u i l d m a k e f i l e 中获得体系结构相关的变量等信息，这些信息扩展了根目录 m a k e f i l e 提供的变量。如扩展了根m a k e f i l e 中定义的i n i t - y , c o r e - y , 等，以 及编译选项，并定义了h e a d y 等。 4 k b u i l d 已经拥有构建内核需要的所有变量和目标。然后，m a k e 递归进 入变量i n i t - * ，c o r e 一 ，d r i v e r s 一，n e t ，l i b s ，+ 所列出的子目录，编译所有的 目标。 5 将这些目标链接生成l i n u x 内核文件v m l i n u x ，第一个链接的目标文件就 是a r c h $ ( a r c h ) m a k e f i l e 中h e a d y 变量指定的文件。 6 最后体系结构相关的部分再做进一步的后期处理，生成最终的b z l m a g e 。 3 3 l i n u x 对编译内核速度的优化 我们知道m a k e 程序对m a k e f i l e 的处理可以分为两个阶段，第一个阶段就是 读取m a k e f i l e 中所有的变量并分析所有的目标依赖关系，并最终建立一棵依赖 关系树。第二个阶段就是根据这个依赖关系树执行相应的命令。如果某个目标的 先决条件发生变化，则相应的命令就会执行。 几乎所有的l i n u x 内核源文件都回包含文件i n c l u d e c o n f i g h ，而 i n c l u d e c o n f i g h 会进一步包含文件i n c l u d e l i n u x a u t o c o n f h ，这样，如果使用传统 的方法产生依赖文件( 使用g c c 的- m 选项) ，只要i n c l u d e l i n u x a u t o c o n f h 文件发 生变化，整个l i n u x 内核都要重新编译。而每次配置内核，配置工具都会根据配 置结果生成i n c l u d e l i n u x a u t o c o n f h 文件。 为了避免这个问题，k b u i l d 没有使用g c c 来建立依赖关系，而是使用中间 件f i x d e p 来建立依赖关系。f i x d e p 在处理源文件的时候，忽略源文件中i n c l u d e 这样的行，而是识别源文件中具有c o n f i g 特征的行。例如， 如果有# i f d e fc o n f i gs m p 这样的行，就会在依赖文件中输出$ ( w i l d c a r d u s r s r c l i n u x i n c l u d e c o n f i g l s m p h ) ，表示该文件依赖于i n c l u d e c o n f i s m p h 文件， 如果i n c l u d e c o n f i g s t o p h 文件发生变化，则要重新编译这个源文件。 i n c l u d e c o n f i g 目录下的文件则由中间件s p l i t i n c l u d e 负责生成。它利用 i n c l u d e l i n u x a u t o c o n f h 文件中的c o n f i g j 示记，生成与f i x d e p 相对应的文件。 如，如果a u t o c o n f h 文件中有# u n d e fc o n f i g _ s m p 这一行，s p l i t i n c l u d e 就会生 成i n c l u d e c o n f i g s m p h 文件，文件内容为# u n d e f c o n f i g _ s m p 。 这样，每次对l i n u x 内核进行配置，运行一次s p l i t i n c l u d e ，它检查a u t o c o n f h 8 l i n u x 内核构建系统k b u i l d 文件和i n c l u d e c o n f i g 目录下对应的文件，看配置是否发生改变，若是则更新 c o n f i g ! 目录下的文件，从而，需要对源文件进行重新编译。 9 u c f i n u x 痰核移植 第网章u c l i n u x 内核移植 4 1 u c l i n u x 内核版本的选择 与l i n u x2 4 内核相比较，l i n u x 2 6 内核引入了很多非常有利于嵌入式应用的 功麓。这些薪秘能包菇实葬孪瞧能懿增强、燮方霞懿移糠往、对大客鬟逡存兹支簿、 对微控制器的支持以及对f o 系统性能的改进【1 】。根据这个项目特点，对实时性 臻求并不高，找们更多的关注其移植的方便性。与l i n u x 2 4 内核相比，l i n u x 2 6 滤核在可移撼蛙方嚣静改遴主要俸现在强下几个方露t 1 觚内核编译系统来褥，l i n u x 2 6 傻用的是薪敝零的k e r n e lb u i l ds y s t e m ， k b u i l d2 5 ，与l i n t y 2 4 内核使用的k b u i l d 2 4 相比，速度撮黼了3 0 。此 外，k b u i l d2 5 的脚本语言结构嚣淹晰，更直观，使得开发潆非常容易改 写其熬嚣鬻本遴嚣l i n u x 内孩静定涮。 2 与之前版本相比，l i n u x 2 6 内核可以通过配鬣彻底地去除内核对显示系 统、鼠标、键盘的支持，从而大大缩小内核的体积。 基于叹上掰点及开发板的实际情况，我们选用l i n u x 2 6 内核作为开发平台。 从u c l i n u x 的官方网站w w w u c l i n u x o r g 下城u c l i n u x 的发布包 u c l i n u x - d i s t 2 0 0 4 0 4 0 8 t a r g z ，从h t t p ：a d a m k a i s t a c 。k r h s c h o e d o w n l o a d 下载 l i n u x 一2 ，6 。5 一h s e 2 p a t c h 。g z及工其链 a r m - e l f - t o o l s 一2 0 0 4 0 4 2 7 s h ，铁 h t t p ：w w w k e m e l o r g p u b l i n u x k e m e l v 2 6 下载l i n u x - 2 6 5 t a r b z 2 ，然后根据【2 】中 的方法解压缩、安装。 4 2 u c l i n u x 内核爵录树结构 u c l i n u x 内核移植最烹溪的工作就是修改或添加内核中与平螽相关部分代 褥，这些我秘分布在善个不嗣懿蚕录之下，闲筵餮秣蠢努要来势耩一下u c l i n u x 源代码目录树的结构。 一l o - u c l i n u x 内棱移稳 i b 捌重墒“n q x 内健哪执行代辩瓣m 峨。冀俸 d 麟# 搬i 鲢酗b 寄芙i 赫麟瞧技孵室轻 孵h 楚# 蒯确轴l 搴一涌鹣鬻髯t 魂接巾垮鼹律c p u ：和襄莸鳢搞 相美的 圮鹕赫冀4 敛在下腰曲予日泵书面橱菇雠敦童件然 ，捌 艘糍i h 口删汹目蒙之f a i p k 一聚d e c 歼靛褥射寸氯e 咒f a r m 一羹藩赫城j 荤蠢魏a r m 海挥姥壤嚣 如n m 鲫n 种一一年苒蔷耐酗u 革露的a r m 搀鹱她瑾嚣 i 3 8 6 - 一氇精瑚幕掰学期8 0 3 8 6 以蜃女锯毹释3 2 愉c 乳“包耩9 0 4 r 6 * 如娃u m 。 p 拍d u m i i + 缚糌巍包括a 地k 6 旃黼窖最刷 蝴枷摩辅瑚删睡舞狡辩始臼0 0 摹剐 秘- 黼p r g 藏锄嚣舜 翱蝌删l s c e p v 蕃冀曩i | 舜璃 s u n 工椎髂薄枫型申 驰帅一限咐生产韵一神必辫诗彝巍 岫6 扣一嗜岫d 的i a - 6 4 缭鞫斛拯c 哪 髓糖t 褒舞争喇辨警嚣震枣。冀遴一多分鹱舞鞫蠛、8 撼，轴f 崎l 藩、手嚣麓。静臻毯翥 辱甄统戮母、侮窬嚣燕。熏境壤籍麴避凡翻篷鼹、蜂璃疆琏澈最冀喀连接中蕺鞲予c 。p u 潮砾缱辖椅盼底整l 薯鹳。蛙捌碣荐蟛撼f i _ ：雅毹妈伯点蒜避姑c 代斟。 艄v 吖设备鞋动程岸，包括各韩燎搜蔷和字符1 苡誊麴骓动程球 扭 璧豫囊虢，簿枣子斑最葑嚣斡时建夸特定的空荇煮夔* 避嚣一嗡菇鞲鹳瓣释垮喇埯于 耋攘变替蒸辘”墙 螽蝴诚尊赶寄了斯有的h 建摊；瓤捆豳子事疃一群，耗嫱哦l 融串墩避势舞辩c 鼍_ ”赫岢设 干子丑蒙黼邋艏的早丑幕精m 嘲攥蜡鞲统艘髓置葡“糌碍连接”弹基棒妁e 般j 翦专愿予嗣录，孙稿m 甚6 、4 啡翮蜘蜂蛳曲i h 萼游此盘辨，添有通用瓣肆鬃1 穗i l x 、 础等。 i n i t l 抽斑蠹较辫嗍疆羹嚣辩鞋瀚l 宝嚣t 毽耩， 螽韬“霉，摊i $ 妇莓支 砷eb 啦珥内秧黼进假阔遣精。鸟瓣t 蠹碱如 赫霉蜘莓+ 州摊# 等戈件 k e 删 避程管理和疆赘，魁擗；甜嘲南岛r k 粕吲雠。s i 掌岫t “峭“t i m ec 燃a u 黼b 一 如蛾秭辩睡的带f 碗咖篙# 簸文特 1 嘹遣襄势 _ l = 曼蛙警瓣黪羲霹受错 嚣蘸辩耱壤薅囊捧 n 獬拽嚣赣莲+ 辩壤援穗稃管疆，色旗i $ 蛹争霹，辅每磷船篙e 辨争p t 帮牲捌酶，c 婀帅枷i 畦e + 婚咖“h 懈妣航州i 相懈讲州螂口咚坤tm 蝴社e 罅空性 衅t包嚣r 各种羊间孵巾释r 播戴耱鹩骝砷稚序 辩f 避i i 纂馐壬嚷蛲冠疑鹩穗奄熏蚪 核心源码的顶层怒u c l i n u x l i n u x 目录，在此目录下可以肴别大量子目录： 1 a r c h a r c h 霆慕下毒多个子嚣录，它豹每一令孑嚣录嫠我表蠹羧支持酶一耱c p u 体系结构，每个子目录中又进一步分解为b o o t 、m m 、k e r n e l 等予目录，分别 包含与系统引导、内存管理、系统调用的进入和返回、终端处理以及其他内 核中依赖于c p u 和系统结构的底层代码。与不带m m u 的a r m 处理嚣相关 翡 弋褐敖在莓录a r c h a r m n o m m u 下，与p h i l i p sl p c 2 2 9 4 鞠关豹代码鬟l 放在 目录a r c h a r m n o m m u m a c h - 1 p c 2 2 9 4 u c l i n u x 内核移植 2 i n c l u d e 这个目录包括了用来重构核心的大多数i n c l u d e 文件，与平台无关的头文件 在i n c l u d e l i n u x 子目录下。对于每种支持的体系结构分别有一个子目录，与 不带m m u 的a r m 处理器相关的头文件在i n c l u d e a s m a r m n o i n l a u 子目录下， 与p h i l p sl p c 2 2 9 4 相关的子目录在i n c l u d e a s m a r m n o m m u m a c h 1 p c 2 2 9 4 目 录下。i n c l u d e 目录中的a s m 文件是对应某种处理器的符号连接，如 i n c l u d e a s m a r m n o m m u 。 3 i n i t 此目录包含核心的初始化代码( 不是系统的引导代码) 。 4 m m n o m m u l i n u x 中独立于c p u 体系结构特征的内存管理文件几乎都集中在这个目录。 如页式存储管理、内存的分配和释放等等，在n o m m u 目录下是针对没有i y l l t l u 硬件处理单元的的内存管理。与平台相关的内存管理代码位于a r c h * m m 目 录下，如a r c h a r m n o m m u m m f a u l t c 。 5 d r i v e r 系统中所有的设备驱动都位于此目录中。它又进一步划分成字符设备、块设 备和网络设备这三类设备驱动。 6 i p c 此目录包含了核心的进程间通讯代码。 7 f s 这个目录中的文件涵盖各种类型的文件系统和文件操作。它也被划分成对应 不同文件系统的子目录，如v f a t 和e x t 2 。 8 k e r n e l 此目录下文件实现了大多数l i n u x 系统的核心函数，如进程调度、进程管理、 信号机制等。是与具体的体系结构无关的核心代码。与体系结构相关代码都 放在a r c h * k e m e l 目录下。 9 n e t 这个目录中存放的是和l i n u x 网络相关的代码。其中每一种网络地址族都为 一个目录，如a p p l e t a l k 、i p v 4 等。在c o r e 目录下时各种网络地址族公用的 文件。 1 0 1 i b 此目录包含了核心的库代码。与处理器结构相关库代码被放在a r c h * l i b 目 录下。 - 1 2 u c l i n u x 内棱移德 4 3 ，u c l i n u x 2 6 在p h y c o r e - h d 2 0 0 开发板上的移植 4 3 1 系统空间使用示意图 在l p c 2 2 9 4 中，获o x 0 0 0 0 0 0 0 0 开始静2 5 6 k b 是片蠹f l a s h ，由予a r m 葬 系结构的异常向量表都是在0 地址开始，但在l i n u x 中为了调试方便，貔们把 l i n u x 中的异常向量糍放到了r a m 的起始地址，为此，在0 地址处我们放了一 些跳转搬令，把相应懿巽常转移到r a m 舞= 始娥瓣l i n u x 异鬻处理程序。 l i n u x 内核的代码段从0 x 8 1 0 0 - 8 0 0 0 开始，在0 x 8 1 0 0 0 0 0 0 到0 x 8 1 0 0 8 0 0 0 之间存放l i n u x 异常向量表、早期的异常处理函数、及页表等。 在r a m 空阔鹃末端，放静怒文件系统豹镜像。 0 x 8 1 2 0 0 0 0 。 瓠s l 瓣 诹8 1 0 0 0 0 。0 o x 8 0 0 0 o o o o o x 4 0 0 0 - o o o o o x o o o o 一0 0 0 0 4 。3 。2 。c p u 身份认涯 e ：r m ls r a m e 艄e m 町f l a s h i i l i 柚s r a m i n 把r i 姐lf l a s h l i n u x 在启动的时候会通过相关指令读取c p u 身份信息( 对于x 8 6 ，使用 c p u i d 撩令，恧霹予a r m ，剐瓢c p l 5 凌戆毽器孛读取) ，存款至全鼹变量 p r o c e s s o r _ i d 中( 这个蹙量定义在体系结构相必的目录：a r c h $ ( a r c h ) k e r n e l s e t u p c 文件中) ，然詹验证内核是谮支持该c p u 。 l i n u x 中毒一个数据绩褥寒攘述c p u 鸯关信惠，这令数据结稳豹定义在 i n c l u d e a s m - a m m o m m u p r o c i n f o h 中： 3 u c l i n u x 内棱移糠 与p h i l i p sl p c 2 2 9 4 稳对应静数据结稳实铡定义在 a r c h a r m n o m m u m m p r o c a r m _ 7 s 文件中： 一曩羔_ | _ ；_ ：。 曩i 、 奠： ” “? “ 其中v 3 _ c a c h e _ f n s 是针对a r m v 3 体系结构的c a c h e 操作所需要的函数，函数 实现在a r c h a r m m m c a c h e _ v 3 s 文 警中。由于p h i l i p sl p c 2 2 9 4 没有c a c h e ，所以 要逶遘条释编译戆方姨将存关 弋璐去豫。 。1 4 。 u c l i n u x 内菝移穗 a r m 7 的定义也在同一个文件中，实际上是一组函数指针_ p r o c e s s o r f u n c t i o n s 豹翼装，这些丞数楚：c p ua r e a 7d a t aa b o r t ，鲶纛数据异警；谨疆a