Symbian OS高级开发内核篇之EKA2

EKA2(Kernel Architecture 2)是Symbian OS中最主要的硬件及内核服务模块，它管理着手机的CPU、内存资源，并为设备驱动提供一个架构，使其对相应的硬件资源进行管理。Symbian OS的内核是分层结构，这使得其可以移植到不同的硬件平台，移植时必须要实现ASSP/Variant，这一层为内核提供最基本的专用硬件服务。内核还允许创建附加层，称为个性化，用来模拟传统的实时操作系统，从而使得这些操作系统的程序可以在Symbian OS上运行。

 

EKA2包括以下几部分：

• Nanokernel: 主要用来处理最基本的线程调度、同步及时钟功能。
• Symbian OS kernel: 利用Nanokernel提供的服务给Symbian OS提供系统要求的核心功能，包括线程、进程、内存块、进程内通信等操作系统对象。
• Memory model: 为每个进程提供地址空间以及进程内的数据传输、内存分配及映射。它封装了对硬件内存管理单元（MMU）的访问，从而使得Nanokernel和Symbian OS kernel不依赖MMU。
• Variant DLL：提供了Kernel所需的硬件相关服务，例如时钟脉冲中断和实时时钟访问。系统基于ASSP（application-specific standard product，专用标准产品），并有一个ASSP DLL来分担Variant Dll 的职责。板载支持包BSP为相关硬件提供Variant库。
• 扩展及设备驱动：用来对外设进行控制，并提供外设和Symbian OS之间的接口。

 

下图显示了这些部分在系统中的位置：

图1 内核架构关系图（源：SDL）

 

这些部分的代码实现分为硬件无关的和硬件相关的。硬件相关的代码又分为不同的层次以助于移植。这些层次包括独立层（Independent）、平台层（Platform）、模型层（Model）、CPU层及两个外设层ASSP和Variant。其中独立层（Independent）提供了60%的Nanokernel和Symbian OS Kernel的基本代码；平台层（Platform）主要是模拟器或实际设备的可执行镜像，这一层只有Memory model，其中分为模拟器和实际设备两类；模型层（Model）为每个进程的内存提供支持；CPU层根据OS中处理器的不同提供不同的代码，Nanokernel、Memory model、Symbian OS Kernel在这一层都有代码，汇编代码属于这一层。如下图所示：

 

图2：内核源码分层图（源：SDL）

 

从上图可以看出，Nanokernel代码实现一部分在Independent层，一部分在CPU层；Symbian OS Kernel代码实现一部分在Independent 层，另一部分也在CPU层；而Memory model在Platform、Model、CPU三层均有实现。

 

另外，Nanoknernel在CPU层包含大部分核心CPU架构的实现，诸如异常/中断处理、上下文切换机制等。还包括一些概念上是独立层功能的东西，但处于性能考虑在这一层以汇编实现，如延迟调用（DFC）处理和基于ARM的时钟处理。Memory model在CPU层的实现是为CPU专用而实现。

 

Variant提供了NanoKernel和Symbian OS Kernel所期望的控制专用硬件实现。