[连载]嵌入式实时操作系统AIOS设计与实现

2019-10-14 22:23发布

本帖最后由 时飞 于 2017-2-26 18:21 编辑

目标:从零开始设计一款嵌入式实时操作系统(RTOS)
名称:AIOS - Advanced Input Output System
参考对象:ucos vxWorks eCos RTEMS等
芯片:ARM Coterx-M3内核,从STM32F1系列芯片杨帆起航……
开发平台:Keil v5
调试工具:JLink v8
代码许可:遵循GPLv2+开源许可协议,商业应用更友好,不需要公布应用源码,没有任何潜在商业风险。
源码托管:https://github.com/SenseRate/AIOS

三年前,朋友送给我一款STM32F1的开发板,从此进入嵌入式开发领域。三年多以来,做过大大小小的不同项目,在此对我的朋友进行感谢!

原子兄弟的开发板提供的教学示例给了我很大的启发,在此一并感谢,谢谢!

从零开始开发一款嵌入式实时操作系统是一件任重而道远的事情,三年多以来,不断的进行开发、修改、完善,目前已经有了雏形,现在进行重新设计,并通过连载的形式逐步呈现给大家,也欢迎论坛的朋友们加入,一起开发、完善!

当然,也欢迎朋友们来撕、来踩……

暂时发在此版块,若版主觉得不恰当,烦请移动到合适的版块……

另外,最近查找了一下,原子兄弟的STM32F1开发板没有找到,论坛中若朋友们有冗余的,可以转让给我一块,请站内短信联系。









补充内容 (2018-3-3 18:06):
此系统已经更新为嵌入式实时操作系统TINIUX
git网址:https://github.com/SenseRate/TINIUX
友情提示: 此问题已得到解决,问题已经关闭,关闭后问题禁止继续编辑,回答。
14条回答
时飞
2019-10-15 15:27

一些朋友看到我上面的描述可能会头晕目眩,不知所云。犹如苏轼那首经典古诗——题西林壁描述的一样:横看成岭侧成峰,远近高低各不同。不识庐山真面目,只缘身在此山中。这时,朋友们需要跳出这个圈子,从整体上对系统的内存管理进行重新认识。下面我们从整体上给内存管理功能“画一个轮廓”。

在刚刚为系统分配内存区域之后,这块内存区域一定是一个连续的空间。为了便于管理,我们在这块连续的内存空间中插入内存块信息头,记录内存块的基本信息:即前面提到的与该内存块相邻的前一块内存地址,后一块内存地址,当前内存块是否已经被分配使用等等;下图即为刚刚分配完的内存分布示意图;

刚刚分配完毕时的内存分布示意图.png
图示:刚刚分配完毕时的内存分布示意图

为了便于管理,我们采用全局变量gpOSMemBegin记录第一块内存地址,用全局变量gpOSMemEnd记录最后一块的内存地址;同时为了方便更快速的分配内存,我们用全局变量gpOSMemLFree记录第一块未被分配使用的内存地址;

从上图中我们可以看出,对于刚刚分配好的内存区域,我们对其初始化为两个内存块;第一个内存块标记为未被使用的内存块,信息参数Used设置为0。其信息参数NextMem初始化为OSMEM_SIZE_ALIGNED,即指向最后一个内存块信息头。因为其自身就是第一个内存块,前面已经没有可用内存块了,我们把其参数PrevMem初始化为0。我们把第二个内存块设置为最后一个内存块,永远不能被系统分配使用,仅仅用其记录内存区域的尾部,因此其信息参数Used设置为1,表示已经使用,无法被系统再次分配使用。该内存块的信息参数NextMem与PrevMem均初始化为OSMEM_SIZE_ALIGNED,即永远指向自己。

至此,系统的内存区域已经初始化完毕了,下面请朋友们猜想一下,系统具体是如何分配使用内存的呢?没错,从第一个内存块切分!是的,系统若需要使用某一大小的内存块,则需要从上述初始化完毕的第一个内存块中切分出一块使用。为了方便管理,系统需要把切分出的内存块信息记录下来,并标记上已经在使用了;若系统运行一段时间后,某一块具体内存块不再需要了,就需要把该内存块释放掉。所谓内存释放也比较简单,只需要把内存块的使用标志清除掉即可。为了便于检测,在清除内存时,也可以把内存区设置为默认值。

系统运行一段时间之后的内存分布示意图.png
图示:系统运行一段时间之后的内存分布示意图

上图表示运行一段时间之后系统的内存分布示意图;上图为了画图方便,指针的指示位置有所出入;在实际使用中,内存块信息参数中的NextMem指向下一个内存块信息的首地址,内存块信息参数PrevMem指向前一个内存块信息的首地址。

为了防止内存出现碎片的情况,我们在内存释放时还需要对相邻的前后内存使用情况进行检测,若相邻区域的内存块未使用,则需要把这两个相邻的未被使用的内存块合并起来;



一周热门 更多>