教你輕松控制uClinux 嵌入式開(kāi)發(fā)過(guò)程

　　uClinux是目前比較普及的嵌入式Linux版本之一，它的功能很多，并且隨著(zhù)低成本、可運行uClinux的32位CPU的激增，以及 uClinux首次成為L(cháng)inux 2.6內核的一部分，uClinux將更加流行（如圖1）。下面討論一下開(kāi)發(fā)者使用uClinux時(shí)如何控制開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及將會(huì )遇到的與普通Linux的不同之處。

　　圖1 uClinux運行在Palm上

　　應用無(wú)內存管理

　　uClinux與普通Linux系統的主要區別就是它沒(méi)有內存管理。在普通Linux下，通過(guò)使用虛擬內存（VM）來(lái)實(shí)現內存管理。虛擬內存一般是通過(guò)內存管理單元（Memory Management Unit，簡(jiǎn)稱(chēng)MMU）來(lái)實(shí)現，而在uClinux的世界里，經(jīng)?？梢钥吹健癗OMMU”這個(gè)詞。

　　在有虛擬內存的情況下，所有的進(jìn)程都在相同的地址空間運行，由虛擬內存系統處理虛擬內存到物理內存的映射。因此，即使進(jìn)程看到的虛擬內存是連續的，它所占的物理內存也可能是分散的，有的甚至被交換到了硬盤(pán)。因為物理內存能映射到進(jìn)程地址空間的任何位置，所以這種環(huán)境下能夠向正在運行的進(jìn)程添加內存。

　　在沒(méi)有虛擬內存的情況下，每個(gè)進(jìn)程必須被分配到固定的內存位置。由于一個(gè)進(jìn)程的上、下（內存位置）都可能有別的進(jìn)程在運行，所以它通常不能動(dòng)態(tài)擴展內存。這就是說(shuō)，在uClinux下運行的進(jìn)程不能在運行過(guò)程中動(dòng)態(tài)增加可用內存，這與傳統Linux下的情況有所不同。

　　對于uClinux開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，分配內存是一個(gè)棘手的問(wèn)題，并且由于沒(méi)有任何形式的內存保護，任何應用程序或內核都可能破壞系統。更為糟糕的是，無(wú)意識的誤操作不會(huì )引人注意，造成要跟蹤隨機的、進(jìn)程間的破壞非常困難。但是這些缺陷對于uClinux來(lái)說(shuō)幾乎不算問(wèn)題，這是因為使用 uClinux的系統一般沒(méi)有硬盤(pán)驅動(dòng)器和足夠的內存，完全沒(méi)有必要做復雜的管理和交換。

　做足內存映射

　　對于內核開(kāi)發(fā)者，uClinux與普通Linux區別很小。惟一真正會(huì )遇到的問(wèn)題是uClinux內核開(kāi)發(fā)者不能利用MMU提供的分頁(yè)支持，比如，依賴(lài)虛擬內存的tmpfs文件系統在uClinux下就不起作用。類(lèi)似的，普通Linux下的標準可執行文件格式 uClinux都不支持，因為它們都要利用虛擬內存的特性。uClinux需要一種新的格式——Flat，它是一種壓縮的可執行文件格式，只保存可執行的代碼和數據，以及將可執行程序裝載到內存時(shí)所需要的重定位信息。

　　理解uClinux內核中內存映射的實(shí)現方式也是很有必要的，因為有些方式在uClinux系統上行不通，理解內存映射的實(shí)現后可以避免使用這些方式。uClinux要求內存映射能夠直接在文件系統中指到文件，從而保證它是順序的和連續的，否則就必須事先為文件分配好內存，并把數據拷貝到分配給它的內存塊上。

　　因此，uClinux下有效內存映射的用法要素非常明確：首先，當前惟一能夠保證文件連續存儲的文件系統是ROM文件系統（Romfs），所以必須使用Romfs來(lái)避免傳統內存分配；其次，只有只讀的內存映射能夠被共享，也就是說(shuō)，為了避免傳統內存分配，映射必須是只讀的。由于這些原因，uClinux下的開(kāi)發(fā)者不能利用“Copy-on- Write”特性。

　　要將設備驅動(dòng)程序移植到uClinux環(huán)境，需要做一些修改，這并不是因為內核上的區別，而是由于與硬件細節相關(guān)部分有所不同造成的。比如，普通Linux下，SMC網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)程序可以支持ISA SMC卡。該驅動(dòng)程序是16位的，并且一般都分配到0x3ff以下的I/O地址空間。

　　但是用來(lái)支持SMC卡的非ISA嵌入式版本，驅動(dòng)程序要求運行在8位、16位或32位模式下都是可能的，并且在滿(mǎn)32位的I/O地址中，中斷號一般要高于ISA的最大值16。所以，與硬件細節相關(guān)的部分可能還是要做一些移植工作。