μC/OS-II是一種開放源碼的實時操作系統(tǒng)，具有搶先式、多任務的特點，已被應用到眾多的微處理器上。雖然該內(nèi)核功能較多，但還是有不甚完善的地方。筆者在分析使用中發(fā)現(xiàn)，內(nèi)核在任務管理（包括任務調(diào)度、任務間的通信與同步）和中斷管理上是比較完善的，具有可以接受的穩(wěn)定性和可靠性；但在內(nèi)存管理上顯得過于簡單，內(nèi)存分區(qū)的建立方式有不合理之處。
　　1 內(nèi)存管理不足之處的分析
　　在分析許多μC/OS-II的應用實例中發(fā)現(xiàn)，任務棧空間和內(nèi)存分區(qū)的創(chuàng)建采用了定義全局數(shù)組的方法，即定義一維或二維的全局數(shù)組，在創(chuàng)建任務或內(nèi)存分區(qū)時，將數(shù)組名作為內(nèi)存地址指針傳遞給生成函數(shù)。這樣實現(xiàn)起來固然簡單，但是不夠靈活有效。
　　編譯器會將全局數(shù)組作為未初始化的全局變量，放到應用程序映像的數(shù)據(jù)段。數(shù)組大小是固定的，生成映像后不可能在使用中動態(tài)地改變。對于任務棧空間來說，數(shù)組定義大了會造成內(nèi)存浪費；定義小于了任務棧溢出，會造成系統(tǒng)崩潰。對于內(nèi)存分區(qū)，在不知道系統(tǒng)初始化后給用戶留下了多少自由內(nèi)存空間的情況下，很難定義內(nèi)存分區(qū)所用數(shù)組的大小。總之利用全局數(shù)組來分配內(nèi)存空間是很不合理的。
　　另外，現(xiàn)在的μC/OS-II只支持固定大小的內(nèi)存分區(qū)，容易造成內(nèi)存浪費。μC/OS-II將來應該被改進以支持可變大小的內(nèi)存分區(qū)。為了實現(xiàn)這一功能，系統(tǒng)初始化后能清楚地掌握自由內(nèi)存空間的情況是很重要的。
　　2 解決問題的方法
　　為了能清楚掌握自由內(nèi)存空間的情況，避免使用全局數(shù)組分配內(nèi)存空間，關鍵是要知道整個應用程序在編譯、鏈接后代碼段和數(shù)據(jù)段的大小，在目標板內(nèi)存中是如何定位的，以及目標板內(nèi)存大小。對于最后一條，系統(tǒng)編程人員當然是清楚的，第一條編譯器會給出，而如何定位是由編程人員根據(jù)具體應用環(huán)境在系統(tǒng)初始化確定的。因此，系統(tǒng)初始化時，如果能正確安排代碼段和數(shù)據(jù)段的位置，就能清楚地知道用戶可以自由使用的內(nèi)存空間起始地址。用目標板內(nèi)存最高端地址減去起始地址，就是這一自由空間的大小。
　　3 舉例描述該方法的實現(xiàn)
　　下面以在CirrusLogic公司的EP7211微處理器上使用μC/OS-II為例，描述該方法的實現(xiàn)過程。假設基于μC/OS-II的應用程序比較簡單，以簡化問題的闡述。
　　3.1 芯片初始化過程和鏈接器的功能
　　EP7211采用了RISC體系結(jié)構(gòu)的微處理器核ARM&TDMI，該芯片支持內(nèi)存管理單元MMU。系統(tǒng)電復位后，從零地址開始執(zhí)行由匯編語言編寫的初始化代碼。零地址存放著中斷向量表，第一個是復位中斷，通過該中斷向量指向的地址可以跳轉(zhuǎn)到系統(tǒng)初始化部分，執(zhí)行微處理器寄存器初始化。如果使用虛擬內(nèi)存，則啟動MMU，然后是為C代碼執(zhí)行而進行的C環(huán)境初始化。之后創(chuàng)建中斷處理程序使用的棧空間，最后跳轉(zhuǎn)到C程序的入口執(zhí)行系統(tǒng)C程序。
　　對于應用程序，ARM軟件開發(fā)包括提供的ARM鏈接器會產(chǎn)生只讀段（read-only section RO）、讀寫段（read-write section RW）和零初始化段（zero-initialized section ZI）。每種段可以有多個，對較簡單程序一般各有一個。
　　只讀段就是代碼段，讀寫段是已經(jīng)初始化的全局變量，而零初始化段中存放未初始化的全局變量。鏈接器同時提供這三種段的起始地址和結(jié)束地址，并用已定義的符號表示。描述如下：Image$$RO$$Base表示只讀段的起始地址，Image$$RO$$Limit表示只讀段結(jié)束后的首地址；Image$$ Limit表示讀寫段結(jié)束后的首地址；Image$$ZI$$Base表示零初始化段的起始地址，Image$$ZI$$Limit表示零初始化段結(jié)束后的首地址。
　　一般嵌入式應用，程序鏈接定位后生成bin文件，即絕對地址空間的代碼，因此上述符號的值表示物理地址。對于簡單程序，可在編譯鏈接時指定RO和RW的基礎址，幫助鏈接器計算上述符號的值。對于較復雜的程序可以由scatter描述文件來定義RO和RW的基地址。
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