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第1章 嵌入式操作系统概述1

1.1 什么是嵌入式操作系统1

1.2 嵌入式操作系统的特点3

1.3 嵌入式操作系统的主要功能5

1.4 嵌入式操作系统的体系结构9

1.4.1 单块结构9

1.4.2 层次结构10

1.4.3 微内核结构11

1.4.4 构件化结构11

1.4.5 其他体系结构12

1.5 嵌入式操作系统的应用领域13

1.6 典型嵌入式操作系统13

1.6.1 VxWorks13

1.6.2 QNX14

1.6.3 Windows CE14

1.6.4 Embedded Linux14

1.6.5 Android16

1.6.6 iOS16

1.6.7 Symbian OS16

1.6.8 TinyOS16

1.6.9 μC/OS17

1.7 嵌入式操作系统的发展趋势17

习题18

第2章 任务调度机制19

2.1 任务相关基本概念19

2.2 任务描述20

2.3 创建任务26

2.3.1 临界段代码保护28

2.3.2 堆栈初始化30

2.3.3 TCB初始化32

2.3.4 将新创建的任务挂载到就绪队列37

2.3.5 调用OS_Sched（）40

2.3.6 创建任务扩展40

2.3.7 编写任务函数43

2.4 调度任务43

2.4.1 调度前的准备45

2.4.2 找到最高优先级任务45

2.4.3 任务切换47

2.5 其他基本调度机制52

2.5.1 挂起任务52

2.5.2 恢复任务54

2.5.3 删除任务56

2.5.4 改变任务优先级59

2.5.5 堆栈检查62

2.5.6 请求删除任务64

2.5.7 获取任务信息66

2.6 协调机制67

2.7 内存管理机制67

2.8 事务处理机制67

习题68

第3章 任务调度策略70

3.1 任务调度策略的基本概念70

3.2 任务调度策略71

3.2.1 典型实时调度策略72

3.2.2 基于公平策略的时间片轮转调度73

3.2.3 基于优先级的抢占式调度73

3.2.4 RM调度算法75

3.2.5 EDF调度算法88

3.3 优先级反转及解决办法90

3.3.1 优先级继承91

3.3.2 优先级天花板94

3.4 提高系统实时性的其他措施96

3.4.1 评价RTOS的性能指标97

3.4.2 提高实时任务响应性的措施98

3.5 多核／处理器调度109

3.5.1 多核／处理器技术109

3.5.2 多核／处理器调度策略111

习题113

第4章 任务的同步与通信114

4.1 任务之间的同步与互斥关系114

4.1.1 任务之间同步的概念114

4.1.2 任务之间互斥的概念115

4.2 任务之间的通信115

4.2.1 ECB数据结构115

4.2.2 ECB初始化117

4.2.3 将一个任务挂载到就绪队列119

4.2.4 将一个任务加入事件的等待队列122

4.2.5 使等待超时的任务进入就绪状态123

4.3 信号量机制124

4.3.1 信号量的类型124

4.3.2 创建信号量125

4.3.3 删除信号量127

4.3.4 获取信号量130

4.3.5 释放信号量132

4.3.6 无等待地请求一个信号量133

4.3.7 查询信号量的当前状态134

4.3.8 重置信号量的值136

4.3.9 使用互斥信号量可能出现的问题137

4.4 互斥锁141

4.4.1 创建互斥锁143

4.4.2 删除互斥锁146

4.4.3 等待获取互斥锁149

4.4.4 释放互斥锁154

4.4.5 查询互斥锁的状态156

4.4.6 无等待地获取互斥锁158

4.5 邮箱机制159

4.5.1 邮箱机制概述159

4.5.2 建立一个邮箱160

4.5.3 删除邮箱161

4.5.4 从邮箱中获取一条消息163

4.5.5 发送一个消息到邮箱166

4.5.6 无等待地从邮箱中得到一个消息167

4.5.7 查询一个邮箱的状态168

4.6 消息队列169

4.6.1 消息队列概述169

4.6.2 消息队列初始化171

4.6.3 建立消息队列173

4.6.4 删除消息队列175

4.6.5 从消息队列中获取一条消息178

4.6.6 以FIFO方式向消息队列发送一条消息180

4.6.7 以LIFO方式向消息队列发送一条消息182

习题183

第5章 中断和时间管理185

5.1 中断的概念185

5.1.1 中断作为任务切换186

5.1.2 中断作为系统调用186

5.1.3 中断作为前台任务187

5.2 ARM的中断机制187

5.3 一个简单的S3C2440中断服务程序的实现190

5.3.1 中断返回191

5.3.2 中断注册191

5.3.3 状态保存和现场恢复194

5.4 一个前后台系统的实现195

5.4.1 启动S3C2440195

5.4.2 后台主循环196

5.4.3 前台中断处理199

5.5 μC/OSⅡ的中断管理机制200

5.5.1 中断的发生及响应201

5.5.2 中断返回203

5.5.3 中断初始化205

5.6 一个开源RTOS的中断管理机制205

5.6.1 中断的发生及响应206

5.6.2 中断返回212

5.6.3 中断子系统结构214

5.6.4 中断初始化215

5.7 时间管理220

5.7.1 时钟中断222

5.7.2 时钟服务224

习题226

第6章 内存管理、I/O管理和文件系统227

6.1 内存管理227

6.1.1 RTOS中内存管理的概念227

6.1.2 RTOS中内存管理的机制与方法228

6.1.3 RTOS中内存管理的实现228

6.2 设备管理237

6.2.1 通用操作系统的设备管理框架238

6.2.2 RTOS的I/O管理框架239

6.2.3 VxWorks的I/O管理241

6.3 嵌入式文件系统248

6.3.1 嵌入式文件系统概述248

6.3.2 嵌入式Linux的文件系统249

习题253

第7章 嵌入式操作系统移植255

7.1 移植的软硬件环境255

7.1.1 开发板UT-S5PV210255

7.1.2 开发环境RVDS 4.0255

7.2 RVDS 4.0开发环境的使用256

7.2.1 启动RVDS 4.0开发环境256

7.2.2 新建项目256

7.2.3 配置RVDS 4.0257

7.2.4 start.s、main.c的生成与编译258

7.2.5 编译、下载uart260

7.3 将μC/OSⅡ移植到UT-S5PV210开发板261

7.3.1 移植步骤261

73.2 获取μC/OSⅡ源代码261

7.3.3 μC/OSⅡ源代码目录结构262

7.3.4 μC/OSⅡ硬件／软件体系结构263

7.3.5 os_cpu.h263

7.3.6 os_cpu_c.c265

7.3.7 os_cpu_a.s267

7.3.8 时钟中断269

7.3.9 应用配置270

7.3.10 其他硬件相关功能的移植271

7.4 移植成功的验证271

7.4.1 编写验证程序272

7.4.2 编译μC/OSⅡ273

7.4.3 执行μC/OSⅡ275

7.5 移植中需要注意的问题276

7.5.1 验证移植的正确性276

7.5.2 移植过程建议280

习题281

第8章 嵌入式软件开发282

8.1 嵌入式软件开发概述282

8.2 嵌入式应用软件开发过程282

8.3 交叉开发环境283

8.3.1 交叉开发环境概述283

8.3.2 交叉编译284

8.3.3 交叉调试285

8.3.4 常用的嵌入式软件集成开发环境287

习题289

第9章 高可信的嵌入式操作系统290

9.1 可信计算概述290

9.1.1 可信计算的定义290

9.1.2 国外流行的可信计算标准292

9.1.3 国内的可信计算标准295

9.1.4 可信计算的发展历史和现状296

9.2 嵌入式可信操作系统297

9.2.1 嵌入式可信操作系统的概念297

9.2.2 安全操作系统的发展历史和现状299

9.2.3 嵌入式可信操作系统研究现状及急需解决的问题300

9.3 嵌入式可信操作系统的实现技术和方法303

9.3.1 基于时空隔离思想的可信操作系统实现方法303

9.3.2 强制访问控制技术311

习题311

参考文献312