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第三章嵌入式Linux操作系统

3.1概述

嵌入式Linux的特点

1、完全开放源代码

使学习、修改、剪裁Linux成为可能，设计者可对

嵌入式Linux进行二次开发。去掉操作系统的附加功能，

只保留必须的操作系统功能，降低整个系统的开销与能

耗。

2、成本低

只要遵守GPL协议，嵌入式操作系统的源代码可

以自由获得，大多数嵌入式Linux使用的开发工具也是

遵守GPL协议，同样可以免费获得。

3、丰富的实用软件支持

Linux操作系统是一个完整的、功能强大的操作系统、

提供了大量的实用程序和各种各样的应用软件。

Linux的实时性

⚫一般的通用linux已经具备一定的实时性

⚫但硬实时的要求

⚫运行于linux内核空间的进程（态）不能被抢先

⚫在linux断有时候会出于保护临界区操作的目的而被

⚫通用linux的时间滴答长度为10ms（硬件时钟频率100HZ），但

是这对于时间精度要求很高（微秒级）的实时进程来说是不够

的

嵌入式Linux发展现状

1、RT-Linux

⚫RT-Linux是一硬实时操作系统

⚫实现了一个微内核的小的实时操作系统，而将普通

Linux系统该操作系统中的一个低优先级的任

务来运行

⚫通过软件来模拟硬件的中断控制器

⚫普通Linux系统中的任务可以通过FIFO和实时任务进行

通信

⚫RT-Linux通过将系统的实时时钟设置为单次触发状态，

可以提供十几个微秒级的调度粒度

2、KURT-Linux

KURT-Linux强化了Linux的时钟机制和调度机制。

标准的Linux将时钟间隔固定为10ms,在最好情况下也需要

100ms进行一次重调度。KURT-Linux通过修改时钟管理

模块，使时钟在以us为单位在任何需要时都可以产生中

断。同时增加了实时调度模块，使KURT-Linux可以同时

调度实时任务和分时任务运行。

3、uc-Linux

uc-Linux的基本思想是去掉标准Linux里的虚拟器管

理功能。一方面减小内核的体积，另一方面增加了系统的实时

性能。

3.2Linux内核

内核（是操作系统的程序，它向外部提供

Kernel)

了对计算机设备的管理调用。

一、Linux的内核版本

格式：Linu

x:表示主要版本号；

y:0～99之间，偶数是可发布的稳定版本，奇数是测试版本。

z:表示内核变化比较小，开发者可以忽略此变化。

二、内核的组成

内核包括：进程管理、定时器、中断管理、内存管理、模

块管理、虚拟文件接口、网络管理、系统启动等程序。

1、进程管理

1构成进程的要素

◆有一供其执行。这不一定是进程所专有的可以

和其它进程共用。

◆有起码的“私有财产”，即有进程的系统堆栈空间。

◆有户口”，即对每个进程系统都会为其建立一个称为“进程

控制块”的数据结构，记录进程占用的各种资源，进程才能被

系统调度。

◆这四条是必须的，如果只由前三条，则称为线程。

〔2）进程的三个特性

◆独立性：拥有自己的独立资源，不经过进程本身允许，其它

进程不能这些资源。

◆动态性：进程和程序的区别是，程序是静态的指令集合，进

程是正在系统中活动的指令集合。进程有自己的生命周期和各

种不同的状态。

◆并：多个进程可以在单处理器状态上并发执行。

4、进程的状态和调度

进程在生命周期中要经历一下三种状态：

◆（1）就绪态：

进程已获得所有的所需其它资源，并正申请处理器资源，

准备运行。

◆阻塞态：

进程需要等待所需资源而放弃处理器，或因为其它资源没

有得到，即使得到处理器也不能运行。

◆运行态：

进程得到处理器，并不需要其它资源，正在执行的状态。

Linux系统对各种状态进行了