嵌入式系统设计大学教程 - 习题与解答(6)

可以在绝大多数8位、16位、32位以至64位微处理器、微控制器、数字信号处理器（DSP）上运行。 3）可固化（Romable）

?C/OS-II是为嵌入式应用而设计的，这就意味着，只要读者有固化手段（C编译、连接、下载和固化），?C/OS-II可以嵌入到读者的产品中成为产品的一部分。 4）可裁剪（Scalable）

可以只使用?C/OS-II中应用程序需要的那些系统服务。也就是说某产品可以只使用很少几个?C/OS-II调用，而另一个产品则使用了几乎所有?C/OS-II的功能，这样可以减少产品中的?C/OS-II所需的存储器空间（RAM和ROM）。这种可剪裁性是靠条件编译实现的。 5）占先式（Preemptive）

?C/OS-II是完全占先式的实时内核，?C/OS-II总是运行就绪条件下优先级最高的任务。 6）多任务

?C/OS-II可以管理64个任务，目前这一版本保留8个给系统。留给用户的应用程序最多可以有56个任务。赋予每个任务的优先级必须是不相同的，这意味着?C/OS-II不支持时间片轮转调度法（常用的非抢占式调度算法）。 7）可确定性

全部?C/OS-II的函数调用与服务的执行时间具有可确定性。 8）任务栈

每个任务有自己单独的栈，?C/OS-II允许每个任务有不同的栈空间，以便压低应用程序对RAM的需求。 9）系统服务

?C/OS-II提供很多系统服务，例如邮箱、消息队列、信号量、块大小固定的内存的申请与释放、时间相关函数等。 10）中断管理

中断可以使正在执行的任务暂时挂起，如果优先级更高的任务被该中断唤醒，则高优先级的任务在中断嵌套全部退出后立即执行，中断嵌套层数可达255层。

8、常用的linux操作系统采用怎样的内存管理机制和调度机制？（P130）

答：Linux内存管理程序通过映射机制把用户程序的逻辑地址映射到物理地址，在用户程序运行时，如果发现程序中要用的虚拟地址没有对应的物理内存时，就发出请页要求。如果有空闲的内存可供分配，就请求分配内存，并把正在使用的物理页记录在页缓存中；如果没有足够的内存可供分配，那么就调用交换机制，腾出一部分内存。为了支持虚拟存储器的管理，Linux系统采用分页（paging）的方式来载入进程。所谓分页即是把实际的存储器分割为相同大小的段，例如每个段1024个字节，这样1024个字节大小的段称为一个页面（page）。

Linux属于典型的多用户多任务操作系统。它采用分时技术，进

程交替执行，实现所谓的“假并行”。它主要有三种调度算法，一个是基于优先级的循环执行法，二是FIFO算法，三是传统的基于优先级的循环执行法。前两种调度算法都是软实时的，而第三种则并非实时的。

第6章 嵌入式Linux开发环境及其在ARM上的移植 1、试述嵌入式Linux系统移植的一般过程。（P141~142）

答：嵌入式系统的开发和应用层软件的开发不同，有其自身的特点，尤其在开发流程上有很大的不同。从大体上讲，Linux系统移植一般分为下面几步：

（1）开发环境的搭建

嵌入式系统移植过程中，目标机和宿主机往往在软硬件环境上有很大的不同，开发时常常在功能强大的宿主机上进行，这就形成了交叉开发环境的搭建与选择问题。同时由于宿主机和目标机在体系结构等方面的差异，编译时也需要采用交叉编译工具对目标代码进行编译，这样，才能使生成的可执行文件在目标机上能够执行。

（2）系统引导

在微处理器第一次启动的时候，会从预定的、固定的地址空间开始执行指令。一般的嵌入式系统中并没有PC机上的BIOS，而是由一种称为Bootloader的系统引导程序来完成上述功能，启动代码完全依赖于硬件，需要在系统移植中完成。

（3）内核引导

系统移植的开发人员还应当完成Bootloader和内核的衔接部分的移植以及I/O映射、存储器映射等与目标硬件平台相关的板级初始化和CPU自身初始化的移植工作。

（4）设备驱动程序

Linux内核源代码树中的相当大部分是各类驱动程序，在实际的开发过程中，也需要对相应的设备进行驱动，如LCD、网卡、触摸屏等等进行移植和编写。由于一般在Linux源码和相关社区中都拥有相当丰富的设备驱动源码资源，因此，设备驱动的任务主要是相近源码的移植修改工作。

（5）文件系统

在嵌入式Linux内核启动的最后阶段，将进行文件系统的加载。不同的嵌入式目标平台有不同的应用需求，需要根据具体情况实现对文件系统的移植工作。目前，常用的嵌入式文件系统有JFFS2、Cramfs、Romfs等。

2、Linux系统中常用的交叉编译工具有哪些？简述它们的功能和基本用法。（P143~153）

答：（1）GNU binutils是一套用来构造和使用二进制所需的工具集。建立嵌入式交叉编译环境，Binutils工具包是必不可少的，而且Binutils与GNU的C编译器gcc是紧密相集成的，没有binutils，gcc也不能正常工作。GNU binutils是一组开发工具，包括连接器、汇编

器和其他用于目标文件和档案的工具。

（2）GUN cc（GUN C Compiler，简称gcc）是GUN项目的C编译器套件，能够编译用C、C++、Objective C编写的程序。

（3）make工具通过一个称为makefile的文件来完成并自动维护编译工作。

（4）glibc 是提供系统调用和基本函数的C库，比如open，malloc，printf等等。所有动态连接的程序都要用到它。它是编译Linux系统程序很重要的组成部分。

（5）gdb是一个用来调试C和C++程序的调试器（Debugger），它能使用户在程序运行时观察程序的内部结构和内存的使用情况。gdb的功能主要是监视程序中变量的值、设置断点以使程序在指定的代码行上停止执行、支持单步执行等。

3、如何分步编译和安装交叉编译环境所需要的库和源代码？试着自己构建嵌入式Linux系统交叉编译环境。（P156~160） 答：[略]

4、5题应在第九章，此处为作者疏漏（见第九章习题）

6、Linux操作系统的移植工作主要分为哪几个方面？其中内核功能模块的裁剪主要有哪几种方法？（P162~164）

答：对Linux操作系统的移植工作主要分为两个方面，一方面是

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