基于ARM的嵌入式MINIX 3操作系统的移植

论文摘要

嵌入式操作系统是嵌入式系统应用的核心。完成简单功能的嵌入式系统一般不需要操作系统,但是随着所谓后PC时代的来临,嵌入式系统设计日趋复杂,嵌入式操作系统就必不可少了。一般而言,嵌入式操作系统不同于一般意义的计算机操作系统,它有占用空间小、执行效率高、方便进行个性化定制和软件要求固化存储等特点。本文在讨论了嵌入式操作系统的基本理论之后,论述了MINIX 3操作系统的特点,指出了MINIX 3向嵌入式操作系统方面发展的意义和可行性。建立可移植代码是操作系统移植的首要步骤和重要途径,本文又论述了建立可移植代码的一般方法和过程。而后深入分析了MINIX 3操作系统的内核结构及组成部分,重组了内核目录树,列出了移植MINIX 3内核需要重新编写的内核接口。在MINIX 3已有代码的基础上,分离了一部分机器相关代码和体系结构不相关代码,建立了相应的可移植代码。提到嵌入式,就不能不提ARM,ARM体系结构是目前最流行的嵌入式微处理器体系结构。本文就是针对ARM处理器体系结构来展开的,文中简单介绍了ARM处理器的情况,并且对应ARM体系结构修改了MINIX 3内核的部分代码。最后在深入分析了MINIX3操作系统进程调度算法和代码之后,结合软实时操作系统进程调度特点和要求,改进了MINIX 3进程调度策略,使之适合软实时操作系统的要求,并给出了修改后的相关源代码。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 嵌入式系统概述
• 1.1.1 嵌入式系统的定义
• 1.1.2 嵌入式系统的组成
• 1.1.3 嵌入式系统的特点
• 1.1.4 嵌入式系统的分类
• 1.1.5 嵌入式操作系统
• 1.1.5.1 嵌入式操作系统的特点
• 1.1.5.2 嵌入式操作系统的分类
• 1.1.5.3 几种典型的嵌入式操作系统的比较
• 1.2 MINIX操作系统介绍
• 1.2.1 关于MINIX3
• 1.3 目标平台简介
• 1.4 向嵌入式操作系统移植的可行性
• 1.5 本文的主要工作
• 第二章 MINIX 3移植的准备
• 2.1 移植一个操作系统
• 2.1.1 完整的系统
• 2.1.2 可移植代码的创建
• 2.1.2.1 创建可移植代码的3种方式
• 2.1.2.2 从现存的文件创建可移植代码
• 2.1.2.3 驱动程序编程模型
• 2.1.2.4 时钟系统举例
• 2.2 MINIX 3中的汇编语言
• 2.4 应用程序二进制接口
• 第三章 MINIX 3内核分析及进程调度部分代码的移植
• 3.1 MINIX 3内部结构
• 3.2 MINIX 3内核代码的组织
• 3.3 内核驱动程序模型
• 3.4 操作系统中的进程调度
• 3.4.1 常见的进程调度算法
• 3.4.2 实时任务调度
• 3.5 MINIX 3进程调度概述
• 3.6 MINIX 3进程调度部分代码分析及移植
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录