精品文檔-下載后可編輯關(guān)于應(yīng)用程序與內(nèi)核模塊之間共享存儲(chǔ)器介紹共享存儲(chǔ)器

linux并不是嚴(yán)格意義上的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，為了實(shí)際需要，工程師們必須想盡辦法來禰補(bǔ)這一不足，于是出現(xiàn)了rtlinux和rtai等并不強(qiáng)調(diào)商業(yè)性的軟件。rtlinux是Linux中的一種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。它由新墨西哥礦業(yè)及科技學(xué)院的V.Yodaiken開發(fā)。目前，RTLinux有一個(gè)由社區(qū)支持的版本，稱為RTLinuxFree，以及一個(gè)來自FSMLabs的商業(yè)版本，稱作RTLinuxPro。的rtlinux顯然龐大而并不兼容大部分的嵌入式平臺，版本的rtlinux也只能支持I386和PPC而已。Rtai是不錯(cuò)的選擇，但要把它移植到你的平臺上去，為了適應(yīng)你的linux版本，你的CPU，你必須的花費(fèi)許多的工作，比如說近比較流行的AT91RM9200DK，光修改linux版本補(bǔ)丁就要花費(fèi)許多的功夫。Rtlinux和rtai為了增強(qiáng)linux操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，主要是通過開辟內(nèi)核模塊與應(yīng)用程序之間可以共享的內(nèi)存快來實(shí)現(xiàn)的。它們在內(nèi)核空間控制硬實(shí)時(shí)任務(wù)的運(yùn)行，并通過一個(gè)名為FIFO的共享內(nèi)存塊來與應(yīng)用程序進(jìn)行通信。他們是很不錯(cuò)的軟件，我想用不了多久他們就會(huì)具備更強(qiáng)大的可移植性。

共享存儲(chǔ)器的工作原理

眾所周知，內(nèi)核空間和用戶空間只能通過系統(tǒng)調(diào)用來共享數(shù)據(jù)，如果進(jìn)程要等待一個(gè)中斷的發(fā)生，它所能做的就是把自己掛在等待隊(duì)列里，直到中斷服務(wù)程序來喚醒它。然后，進(jìn)程才把內(nèi)核空間的的數(shù)據(jù)通過特定的系統(tǒng)調(diào)用寫到用戶空間里。大部分程序員為了避免這樣造成的不可忍耐的延時(shí)，都會(huì)把對數(shù)據(jù)的操作都放在內(nèi)核空間里運(yùn)行，也就是擴(kuò)大中斷服務(wù)程序的功能。

操作方法和步驟

AT91RM9200DK的SDRAM的大小為31Mbyte（SDRAM，即SynchrONousDRAM同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器），正常情況下，SystemRAM的大小也是31Mbyte（RAM，即RAM-randomaccessmemory隨機(jī)存儲(chǔ)器），我們要把31Mbyte的高端地址空出2M來作為我們的共享內(nèi)存塊，這個(gè)內(nèi)存塊是獨(dú)立的，不能為linux操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理所用了。首先必須通知內(nèi)核它的內(nèi)存只有30Mbyte了，我的方法是在u-boot的環(huán)境變量里設(shè)置mem＝29M。然后在include/asm-arm/目錄下建立頭文件：new_fifo.h

代碼如下：

#ifndefNEW_FIFO

#defineNEW_FIFO

#endif

#ifdefNEW_FIFO

#defineAT91_NEW_FIFO_BASE0x21d00000

#definenum_base（a）（0x21d00000（0x1000*a））

#defineSPI_NUM_FIFO2

#defineMAX_NUM_FIFO256

#defineREADONLY0

#defineREADEN0x1

#defineWRITONLY0x2

#defineWRITEN0x4

typedefstructnew_fifo{

intcode,key;

intstart,size;

intflags;

chardata[4000];

intendflag;

}*at91_fifo;

staticchar*new_fifo_fun（intnum,intflags,intcode,intsize）

{

at91_fifofifo_p;

intnum_addr;

char*data;

if（numMAX_NUM_FIFO）

return-1;

num_addr=num_base（num）；

/printk（"thenum_addris%p\n",num_addr）；

fifo_p=（at91_fifo）ioremap（num_addr,（1024*4））；

/printk（"thefifo_pis%p\n",fifo_p）；

fifo_p-code=code;

/printk（"thecodeaddris%p\n",（fifo_p-code））；

fifo_p-flags=flags;

fifo_p-size=size;

data=（fifo_p-data[0]）；

/printk（"thedataaddris%p\n",data）；

returndata;

}

#endif

在設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中，首先在注冊中斷服務(wù)程序之前，要調(diào)用new_fifo_fun函數(shù)，得到數(shù)據(jù)區(qū)首地址的指針。這個(gè)指針在這個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中可被設(shè)置成全程變量。然后在中斷服務(wù)程序中直接對數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫。

比如說，在文件頭部寫：

staticchar*data;

然后在初始化文件中，注冊中斷之前加入：

data=new_fifo_fun（SPI_NUM_FIFO,WRITEN,0,100）；

在中斷服務(wù)程序中加入：

for（i=0;i100;i）

*（data）=i;

接下來，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)簡單的進(jìn)程，就是讀取SPI的FIFO空間的數(shù)據(jù)，通過/dev/mem來讀取SDRAM高地址的數(shù)值，使用的是mmap函數(shù)。

全文如下：

#includesys/types.h

#includestdio.h

#includesys/stat.h

#includeunistd.h

#includesys/mman.h

#includesys/fcntl.h

#includedirent.h

#includestdlib.h

#includeerrno.h

#includestring.h

#includeassert.h

#includegetopt.h

main（）

{

int*mmaddr;

inti,fd;

fd=open（"/dev/mem",O_RDWR）；

mmaddr=（int*）mmap（0,1024,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0x21d02000）；

for（i=0;i10;i）

{printf（"themmaddrdatais%p\n",*（mmaddr））；

printf（"%d\n",i）；

}

}

結(jié)果是：themmaddrdatais(nil)themmaddrdatais0xd24e92c2themmaddrdatais0xf01ab26dthemmaddrdatais0x64themmaddrdatais0x4themmaddrdatais0x3020220themmaddrdatais0x7060504themmaddrdatais0xb0a0908the