Linux 暴風雨般地占領了嵌入式系統市場。根據工業分析家分析，大約1/3到1/2的新的32位和64位嵌入式系統設計采用了Linux。嵌入式 Linux 已經在很多應用領域顯示出優勢，比如SOHO家庭網絡和成像/多功能外設,并在以下幾方面具備巨大的跨越式發展前景：(NAS/SAN)存儲，家庭數字娛 樂(HDTV/PVR/DVR/STB)和手持設備/無線設備，特別是數字移動電話。

新 的嵌入式Linux應用不會象掌握在智慧和工藝之神-羅神手中那樣，會突然從開發者的頭腦中爆發出來。大量的項目必須采用數千行的，甚至數百萬行的過去的 現成代碼。成百上千的嵌入式項目已經成功地將其它平臺的現成代碼移植到Linux之上,比如Wind River VxWorks 和 pSOS, VRTX, Nucleus 和其它RTOS ，這些移植工作現在仍然有價值和現實意義。

到 目前為止，大多數的關于移植舊的RTOS應用到嵌入式Linux的文獻，已經在關注RTOS 接口（API），任務，調度模式和怎樣將他們映射到相應的用戶空間去。 在嵌入式程序的密集I/O空間中，同樣重要的是，將RTOS的應用硬件接口代碼向具有更加規范化模式的Linux設備啟動程序的移植。

本 文將縱覽幾種常用的內存映射I/O方法,它們經常出現于舊的嵌入式應用中。它們涵蓋的范圍，包括從對中斷服務例程的特殊使用和用戶線程對硬件訪問，到出現 于有些ROTS中的半規范化驅動程序模型。它對于移植RTOS 代碼到規范化模式的Linux設備啟動程序具有啟發性，并且介紹了一些方法。特別地，本文會重點討論和比較RTOS代碼中的內存映射，Linux基于 I/O調度隊列的移植，和重新定義RTOS I/O，以便在本地Linux 驅動程序和守護進程里應用。

RTOS I/O 概念

“ 不規范”是能夠描述大多數在基于RTOS系統里的I/O的最佳詞語。大多數RTOS針對較早的無MMU的CPU而設計，忽略了內存管理，即使當MMU問世 也是這樣，不區分物理地址和邏輯地址。大多數 RTOS還全部在特權態（系統模式）運行，表面上看增強了性能。像這樣，全部的RTOS 應用和系統代碼都能夠訪問整個機器地址空間，內存映射設備和I/O指令。實際上，將RTOS應用程序代碼同驅動程序代碼區分開非常困難，即使它們是有差別 的。

這個不規范的結構導致了I/O的特殊實現。在很多情況下，完全缺乏對一種設備驅動程序模型的認同。根據這種工作的平等和沒有分層的特性，回顧在基于RTOS軟件中使用的一些重要概念和實踐非常有指導意義。

在線內存映射訪問

當 在上個世紀八十年代中期商業化的RTOS產品可以買到的時候，大多數嵌入式軟件包含巨大的主循環，主循環帶有針對嚴格時間操作的注冊I/O和中斷服務例 程。開發人員將RTOS和執行程序設計進他們的項目，主要為了加強同時性和幫助多任務同步，但是避開其它任何有“妨礙“的構造。同樣地，即使一個RTOS 提供了I/O 調用形式方法，嵌入式程序員繼續使用直接的I/O操作:

多數受過訓練的開發者常常將這樣的直接I/O代碼從硬件代碼獨立分離開。但是我還曾遇見大量的意大利面條式的I/O處理代碼。

當 普遍深入使用直接內存映射I/O的時候，對Linux開始接觸的嵌入式開發人員總是面臨將所有的這類代碼移植到用戶空間，將定義寄存器地址 的#define 語句轉換成mmap()調用。 這種處理方法對于一些種類的原型很好，但是不能支持中斷處理，限制了實時響應，特別不安全，不適合作為商業發布。

RTOS 中斷服務例程

在 Linux中, 中斷服務專屬于內核的范圍。 在一個 RTOS中, 中斷服務例程代碼是自由形態而且與應用程序代碼沒有區別（不外乎返回序列）。很多 RTOS提供系統調用或者宏，來讓代碼自己檢測它自己的切換點（比如 Wind River VxWorks的 intContext()）。中斷服務例程通常也使用標準的庫函數，伴隨著可重入性和可移植性問題。大多數RTOS支持注冊中斷服務例程代碼，中斷仲裁句 柄和中斷服務例程調度。一些非常原始的嵌入式執行程序，僅僅支持在硬件矢量表里插入中斷服務例程的開始地址。即使你試圖直接在用戶程序空間執行讀和寫的操 作，你不得不將你的Linux中斷服務例程放入內核程序空間。