pSOS操作系統(tǒng)先容

2024年2月18日發(fā)(作者：我的人生目標(biāo))

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pSOSystem 操作系統(tǒng)是一個高性能、高度模塊化的實(shí)時操作系統(tǒng)，他完整的提供了基1.概述2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)們的編程語言接口是C/C++和匯編。像其他操作系統(tǒng)一樣，pSOSystem操作系統(tǒng)有它的系于開放系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的多任務(wù)環(huán)境，被廣泛應(yīng)用于嵌入式微處理器程序開發(fā)。pSOSystem實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核是以庫文件方式存在，他有用于不同CPU的不同OS版本。提供給我輯、編譯和調(diào)試）可以駐留在UNIX或DOS主機(jī)上，他們通過串口或以太網(wǎng)同目標(biāo)機(jī)建立統(tǒng)調(diào)用，讓上層應(yīng)用使用系統(tǒng)的功能。pSOSystem 操作系統(tǒng)的交插開發(fā)環(huán)境工具（包括編D:Doc技術(shù)總結(jié)pSOS介紹.doc pSOSystem 操作系統(tǒng)

??才可能發(fā)生系統(tǒng)事件。的是主從結(jié)構(gòu)。pSOS+ 實(shí)時單處理器多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核模塊作為監(jiān)控軟件來提供應(yīng)用程序要求的系統(tǒng)服務(wù)、調(diào)度、管理和資源分配，并且協(xié)殊的調(diào)度策略。執(zhí)行的，也就是說，一個Task在執(zhí)行過程中可以被另一個Task所打斷，存在多個Task由用戶提供或配置OS提供的具體的硬件相關(guān)的驅(qū)動程序或接口程序。在上圖的整個系統(tǒng)pSOSystem的內(nèi)核及各個模塊都是硬件獨(dú)立的，不依賴于具體的硬件，不對硬件作假設(shè)。中，深灰框內(nèi)是系統(tǒng)內(nèi)核及系統(tǒng)模塊，只需對其按要求進(jìn)行配置或?yàn)槠涮峁?qū)動程序。在備驅(qū)動程序，而編寫上層應(yīng)用程序是編寫各個任務(wù)(Tasks)。宏觀上多個Task是可以并行么情況下會發(fā)生Task切換呢？只有在發(fā)生某一個系統(tǒng)事件的時候，pSOS+便檢查現(xiàn)在該動程序(Drivers)。這三個部分是由用戶來做的，做BSP程序主要是編寫中斷處理程序和設(shè)包括目標(biāo)系統(tǒng)硬件初始化代碼、設(shè)備驅(qū)動程序和中斷處理例程。在BSP里都是以原碼(Full

都在執(zhí)行，但是都未結(jié)束的情況。當(dāng)然在微觀上多個Task是串行的（對單個CPU）。在什淺灰色框內(nèi)的部分包括：用戶任務(wù)(Ur Task)、中斷處理程序(Interrupt Handlers)、設(shè)備驅(qū)哪個Task運(yùn)行了，如果不是當(dāng)前Task，便會發(fā)生Task 切換。一般只有發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用時Source Code) 存放僅僅與板子硬件相關(guān)的程序，與上層有何應(yīng)用毫無關(guān)系。這也是我們把D:Doc技術(shù)總結(jié)pSOS介紹.doc利于上層應(yīng)用程序在不同的板間移植。調(diào)各種同步和異步操作。pSOS+的特點(diǎn)是小、快、完全可搶占、可重入。pSOS+m 實(shí)時多處理器多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核模塊pSOS+是完全與硬件無關(guān)的，使得用戶能在自己的硬件上使用pSOSystem。pSOSystem操作系統(tǒng)是一個模塊化高度可配置的操作系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如上圖：程序加入BSP的一個準(zhǔn)則，如果某個程序僅僅與硬件相關(guān)，與上層有何應(yīng)用沒有關(guān)系，就可以把這個程序放入BSP中。BSP中為上層應(yīng)用提供了操作硬件的驅(qū)動程序及功能函數(shù)，BSP提供給上層應(yīng)用的接口都是相同的，只是對不同的BSP它們的實(shí)現(xiàn)不同而已，這樣有用了基于優(yōu)先級的、可搶占的和基于時間片的調(diào)度策略，并且每個任務(wù)可以有自己特BSP（Board-Support Package）板級支持包，是完成用戶硬件板功能的程序包，他是對pSOS+一些特性的擴(kuò)展，使pSOSystem支持多處理器的操作，處理器間采用pSOS+將應(yīng)用程序抽象為：任務(wù)、I/O設(shè)備驅(qū)動程序和中斷服務(wù)程序ISRs。pSOS+采

?????3.開發(fā)方式嵌入式開發(fā)環(huán)境主要可以分為兩部分，宿主機(jī)上的工具和目標(biāo)機(jī)上的軟件映像。假如我們的目標(biāo)板采用的是MPC860作為CPU，它本身不具有自開發(fā)能力，即我們無法在MPC860下開發(fā)運(yùn)行在它之上的軟件，只有借助PC機(jī)（x86）來開發(fā)軟件。這種開發(fā)方式被稱為嵌入式開發(fā)。不具有自開發(fā)能力的、待開發(fā)的機(jī)器（MPC860）叫做目標(biāo)機(jī)（Target）,把所借助的PC機(jī)叫做宿主機(jī)（Host）。我們所能用的編輯器、編譯器、調(diào)試器等工具都在HOST上。首先利用集成開發(fā)環(huán)境上的編輯器寫源代碼，其中要根據(jù)目標(biāo)板的功能特性對BSP部分做不同的改動；然后編譯自己的源文件和BSP部分，鏈接OS等不能改動的庫文件（操作系統(tǒng)部分是目標(biāo)代碼，是以庫文件的方式存放的）形成一個可以在Target上運(yùn)行的IMAGE；最后用運(yùn)行在Host之上的調(diào)試器把代碼下載到Target上，進(jìn)行調(diào)試。D:Doc技術(shù)總結(jié)pSOS介紹.docpHILE+ 文件系統(tǒng)管理模塊pRPC+ 遠(yuǎn)端過程調(diào)用庫模塊pNA+ TCP/IP協(xié)議堆棧模塊pROBE+ 調(diào)試/分析器pREPC+ 標(biāo)準(zhǔn)C庫模塊用標(biāo)準(zhǔn)的socket接口，包括Stream、Datagram和Raw Socket。統(tǒng)、CD-ROM文件系統(tǒng)、pSOSystem特有的快速文件系統(tǒng)、NFS的Client和Server端是一個完全的TCP/IP協(xié)議組，包括網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議、UDP、ARP和IGMP等。pNA+使可以通過它有效地訪問各種不同的存儲設(shè)備，支持四種文件格式：MS-DOS文件系提供了與SUN兼容的RPC和XDR服務(wù)，允許用戶用熟悉的遠(yuǎn)程調(diào)用來構(gòu)造分布式應(yīng)用。

級：4.1初始化上電D:Doc技術(shù)總結(jié)pSOS介紹.doc4.嵌入式應(yīng)用部分結(jié)合上圖我們所要開發(fā)的有如下幾塊部分：結(jié)合ATM和IP的經(jīng)驗(yàn)嵌入式應(yīng)用部分由支撐軟件模塊和應(yīng)用軟件模塊構(gòu)成。支撐軟件模塊又是由以下幾個子模塊組成：調(diào)度系統(tǒng)，定時系統(tǒng)，通訊系統(tǒng)，內(nèi)存管理，監(jiān)控系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，告警系統(tǒng)，診斷系統(tǒng)，文件和裝載系統(tǒng)。應(yīng)用軟件模塊可根據(jù)具體的應(yīng)用來分解。操作系統(tǒng)部分是目標(biāo)代碼，是以庫文件的方式存放的，無法修改；I/O Drivers（僅提供標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)調(diào)用接口）實(shí)際上也是固定部分，不需改動；只有嵌入式應(yīng)用部分和BSP是我們要為目標(biāo)板定做的。是指從加電或復(fù)位后的第一條指令，到操作系統(tǒng)舉起的過程。Boot的初始化可分為三

3.3.2.1.2.1.4.2驅(qū)動程序都提供了六種操作的驅(qū)動程序：init、open、clo、read、write和control。驅(qū)動程序D:Doc技術(shù)總結(jié)pSOS介紹.doccpu initboard init必須由上層調(diào)用，其調(diào)用方式有三種：1sys init在任務(wù)中直接調(diào)用設(shè)備驅(qū)動程序。task2pSOS+CPU的初始化，如Cache、寄存器的設(shè)置。板級初始化，指內(nèi)存的自檢、Flash的刷新等。系統(tǒng)初始化，為操作系統(tǒng)的運(yùn)行準(zhǔn)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、配置表等。driveró?ó2?t?T1?3ó?ó2?tóD1?rvice驅(qū)動程序是包含I/O操作的子函數(shù)，是指目標(biāo)板上所有硬件的驅(qū)動程序。對每個設(shè)備，在任務(wù)中調(diào)用了某個服務(wù)，而該服務(wù)需要設(shè)備驅(qū)動程序的支持，如網(wǎng)卡。任務(wù)調(diào)用內(nèi)核中的設(shè)備驅(qū)動程序，由內(nèi)核根據(jù)設(shè)備號再調(diào)用相應(yīng)的驅(qū)動程序。

3.2.1.?I/O管理??????自己的BSP程序。常規(guī)操作包括：與內(nèi)核接口是指：須要了解處理器的硬件結(jié)構(gòu)。在購買的系統(tǒng)上，帶有BSP的模板，可以指導(dǎo)用戶如何編寫D:Doc技術(shù)總結(jié)pSOS介紹.doc這些驅(qū)動程序也可抽象為三個層：如何設(shè)置寄存器中的值3￡1?2ù×÷操作的規(guī)整性，定義了六種標(biāo)準(zhǔn)操作ó?pSOS+?ó?úó????ü?￡?é?ó?úI/O編址方式，即三種寄存器CR、DR、SR的編址參數(shù)的規(guī)整性，每個函數(shù)的參數(shù)個數(shù)、類型是固定的通過KI與多處理器通訊的drivers要符合KI的參數(shù)要求與模塊接口要符合接口標(biāo)準(zhǔn)，例如：可選部分通過NI與TCP/UDP通訊的drivers要符合NI的參數(shù)要求我們開發(fā)具體硬件的BSP就是編寫有關(guān)處理器初始化和設(shè)備驅(qū)動程序的函數(shù)，所以必

?織和內(nèi)存的規(guī)劃。??BSP軟件包的開發(fā)：D:Doc技術(shù)總結(jié)pSOS介紹.docCPU6.技術(shù)細(xì)節(jié)和難點(diǎn)

用戶目標(biāo)板4.3引導(dǎo)和加載（ATM & IP）ISRs的使用，主要是與task的接口：RAMROMFLASH7.內(nèi)存規(guī)劃和有關(guān)內(nèi)存的系統(tǒng)調(diào)用接口由于用戶目標(biāo)板上軟、硬件各部份是可定制的，這給我們帶來了許多靈活性同時也帶來了許多困難。目標(biāo)單板上的內(nèi)存組織有以下幾點(diǎn)需要注意。（bsp.h、sys_conf.h、），partition和region有什么區(qū)別？1．pSOS的內(nèi)存劃分引導(dǎo)和裝載（boot & load）：FLASM ROM，DPRAM，F(xiàn)LASM RAM對版本的組

用戶板加電或復(fù)位，首先運(yùn)行ROM里的引導(dǎo)程序，該引導(dǎo)程序按以下次序處理：CPU初始化、板級初始化和運(yùn)行OS內(nèi)核，并把控制權(quán)交給pSOS內(nèi)核。pSOS內(nèi)核運(yùn)行我們的應(yīng)用程序（root任務(wù)，類似于main），在ROM里的版本程序包括了我們的支撐系統(tǒng)、文件管理應(yīng)用和版本加載應(yīng)用，進(jìn)行RAM版本加載過程（該版本為OS+APP）。這當(dāng)中要校驗(yàn)FLASH中的版本文件，如沒有則要和后臺進(jìn)行同步，校驗(yàn)通過后將該版本加載到RAM中指定地址空間里后硬跳轉(zhuǎn)到該地址處運(yùn)行。ROM里存放引導(dǎo)程序和版本加栽程序（OS+APP）。FLASM RAM是用戶板上的電子盤，掉電可保存數(shù)據(jù)在其上建立了我們的文件系統(tǒng)。RAM中存放我們的運(yùn)行程序（OS+APP）。從內(nèi)存資源和版本文件的角度來看我們可將內(nèi)存分成ROM和RAM（版本為

程序的數(shù)據(jù)沖突。D:Doc技術(shù)總結(jié)pSOS介紹.doc通常給應(yīng)用程序做內(nèi)存區(qū)用。該區(qū)域的大小是可配置的他由SC_RAM_SIZE和KC_RN0USIZE

一下RAM。假設(shè)物理內(nèi)存有32M，OS如何得到并使用他呢？RG#0是運(yùn)行版本使用的最大RAM內(nèi)存大小，當(dāng)指定出的SC_RAM_SIZE小于KC_RN0USIZE

32767系統(tǒng)只能訪問BSP_RAM_BASE（bsp.h）到BSP_RAM_BASE

在做BOOTROM程序時，一般把SC_RAM_SIZE

x

3．pSOS的內(nèi)存系統(tǒng)調(diào)用?The rn_create, 從指定的起始地址處，創(chuàng)建指定大小的內(nèi)存區(qū)（region）。?The rn_ident, 獲得內(nèi)存區(qū)標(biāo)識。?The rn_delete, 刪除指定的內(nèi)存區(qū)。?The rn_getg, 從內(nèi)存區(qū)中申請一個內(nèi)存段。?The rn_retg, 釋放內(nèi)存段到內(nèi)存區(qū)中。?The pt_create, 創(chuàng)建一個內(nèi)存緩沖分區(qū)（partition）。?The pt_ident, 獲得內(nèi)存分區(qū)的標(biāo)識。?The pt_delete, 刪除指定的內(nèi)存緩沖分區(qū)。BOOTROM程序只使用0~0x60000-1內(nèi)存來存放數(shù)據(jù)。0x60000以上的保留給RAM（sys_conf.h），取其中最小的。KC_RN0USIZE是系統(tǒng)內(nèi)存RG#0的每個unit的大如果有64MB的物理內(nèi)存，應(yīng)設(shè)為0x800。SC_RAM_SIZE（sys_conf.h）指出系統(tǒng)設(shè)為0x60000，這樣（OS+APP）的內(nèi)存區(qū)（包括代碼段、數(shù)據(jù)段和堆棧段等），也即系統(tǒng)使用的內(nèi)存區(qū)，程序使用，我們在鏈接ram程序時，一定要鏈接到0x60000以上，不要和BOOTROM32767決定小，單位是字節(jié)。如果系統(tǒng)有32MB的內(nèi)存，應(yīng)設(shè)為0x400(32KB × 0x400 = 32MB)；SC_RAM_SIZE – 1這段內(nèi)存，BSP_RAM_BASE + SC_RAM_SIZE可以做別的用，+

x

和，他們只需在配置文件中做修改即可，），這我主要想說明2．pSOS的內(nèi)存使用pSOS在給應(yīng)用提供可分配的動態(tài)內(nèi)存資源時是將系統(tǒng)內(nèi)存管理成partition和region。在partition中又可分出許多個buffers，每個buffer的大小是2的冪次方這樣就不受unit大小限制；而region中可分出許多個gments，每個gment的大小由unit大小決定，每次調(diào)用rn_getg從指定region動態(tài)分配內(nèi)存的時候，系統(tǒng)以unit為單元進(jìn)行分配，如unit大小為0x400，哪怕你只需要分配一個字節(jié)，系統(tǒng)也是給你一個unit ，即0x400個字節(jié)。為了合理利用系統(tǒng)內(nèi)存資源，我們必須自己管理內(nèi)存。pSOS在內(nèi)存操作上極不安全也沒有邊界保護(hù)檢查，這也是我們必須自己管理內(nèi)存的原因之一。我的想法是在一個region里面申請一個比較大的gment，在該gment中進(jìn)行內(nèi)存管理（劃分成小的內(nèi)存塊）和保護(hù)性檢查。

據(jù)。TaskApplicationApplicationTask2．異步I/O模式1．同步I/O模式D:Doc技術(shù)總結(jié)pSOS介紹.doc8.設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計?The pt_getbuf, 從分區(qū)中獲得一個緩沖。?The pt_retbuf, 釋放一個緩沖到緩沖區(qū)中。如圖所示Driver接口和ISR之間通過信號來處理同步為同步模式，表現(xiàn)在CPU上則是調(diào)用任務(wù)被掛起等待設(shè)備準(zhǔn)備好才繼續(xù)處理。 pSOS+ pSOS+DriverInterfaceDriverInterface ISRDeviceHardwareDeviceDevice ISRDeviceHardware如圖所示Driver接口和ISR之間通過消息隊(duì)列進(jìn)行通訊，雙方都是從消息隊(duì)列里取數(shù)