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对嵌入式系统中内存保护的研究及其设计

作　者: 周念念
导　师: 李涛
学　校: 四川大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 嵌入式系统内存保护 VxWorks 伙伴算法 Slab算法
分类号: TP316
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 163次
引　用: 2次
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内容摘要

简洁而高效的内存管理是操作系统理论及其设计实现中一个恒久的话题。操作系统发展至今,从当初简单的前后台系统到如今复杂的多用户多任务环境,内存管理的完善与否一直是评价一个操作系统好坏的重要标准。在当今大多数的主机操作系统中(服务器和PC机),内存管理都已实现的相当完善,不管是UNIX家族或者Windows系列,虚拟内存的设计思想被广泛应用于内存管理之中,不仅为系统中每一个进程提供了更为广阔的寻址空间同时也隔离每一个进程的寻址空间,通过地址映射的方式提供了一种有效的保护,让整个系统更加稳定,安全和健壮。但是在嵌入式世界中,由于硬件资源受限以及实时性等多方面的原因,大多数系统中的内存管理都相当简单,所有的进程或任务和操作系统共享同样的物理地址空间并且没有任何保护机制。这样,一个进程出现了程序错误极可能影响到其他进程的运行,甚至很多时候破坏操作系统的运行空间导致整个系统的崩溃。更为糟糕的是在这样一个扁平模式的内存中,开发调试人员很难准确的定位究竟哪个程序才是造成错误的‘真凶’。本文在分析了主机操作系统的内存管理后,将主机系统和嵌入系统在运行环境,系统资源,系统任务等多方面进行了对比,阐明了不能直接使用虚拟内存管理的原因,同时明确了在嵌入式系统中对内存保护的需求。在此基础上本文提出了一种在不改变原有操作系统内存管理格局的前提下,用软硬件相结合的方式对系统内存进行保护的新方法。在这种方法的保护下,系统中所有的进

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摘要:  2-4
Abstract:  4-8
1. 绪论  8-13
  1.1 嵌入式操作系统的特点  8-11
  1.2 问题的提出  11-12
  1.3 本文的研究工作  12-13
2. 嵌入式系统的独特性与其内存保护模块的需求分析  13-30
  2.1 主机系统中的内存管理与内存保护  13-26
  2.2 嵌入式实时系统与主机系统在内存管理方面的差异  26-27
  2.3 嵌入式系统中对内存保护模块的需求分析  27-30
3. 基于页面映射的内存保护方法  30-38
  3.1 CPU 运行级别的划分  30
  3.2 对系统API 的封装  30-31
  3.3 内存保护操作  31-33
  3.4 系统初始化  33
  3.5 用于内存保护的主要数据结构  33-36
  3.6 内核空间  36-38
4. 详细设计  38-62
  4.1 POWERPC 系列芯片  38-48
  4.2 VXWORKS 操作系统  48-53
  4.3 系统详细设计及实现  53-62
5. 试验与进一步的工作  62-68
  5.1 试验结果及分析  62-64
  5.2 进一步的工作  64-68
6.总结  68-69
参考文献  69-71
声明  71-72
致谢  72

对嵌入式系统中内存保护的研究及其设计

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