Zephyr 教程:内核原语之系统基础

  应用程序镜像是一个控制硬件系统或者运行在 QEMU 之下的仿真系统的二进制文件。它既包含应用程序代码,又包含 Zephyr 内核代码。应用程序代码和内核代码被编译成单一的、链接在一起的二进制文件。

  镜像被加载到目标系统上后,它就控制了整个系统,进行初始化,然后作为系统唯一的程序一直运行。应用程序代码和内核代码都在共享地址空间以特权代码的方式运行。

  Zephyr 的编译系统负责将用户提供的一些列文件编译生成镜像。应用程序由应用程序相关代码、内核配置文件和 Makefile 共同组成。内核配置文件的作用是让编译系统生成一个量身定制的应用程序,该程序能够最大程度利用系统资源。

  Zephyr 内核支持一些列目标系统,这些目标系统被叫做 borad。每个 board 都有自己一些列的硬件设备和功能。对于一个给定的 board,都有一个或多个 board 配置文件。board 配置文件用于告诉内核如何使用 board 上的设备。board 和 board 配置文件的概念使为一系列相似目标系统(甚至基于不同 CPU 架构的目标系统)只开发一个应用程序成为可能。

### Zephyr OS 源码结构与分类 Zephyr 是一个面向嵌入式系统的轻量级开源操作系统,其源码结构经过精心设计以支持多种硬件架构和应用场景。以下是 Zephyr 操作系统源码的主要分类及其功能描述: #### 1. **核心组件 (Core Components)** 这部分包含了 Zephyr基础框架代码,主要包括内核实现、线程管理以及内存管理等功能。这些文件通常位于 `kernel/` 目录下[^1]。 - **线程管理**: 实现多任务调度的核心逻辑,定义了如何创建、销毁线程并处理优先级队列。 - **同步原语**: 提供信号量(semaphore)、互斥锁(mutex)等机制来协调多个线程之间的访问。 - **内存管理**: 负责动态内存分配和释放的操作接口。 #### 2. **体系结构特定代码 (Architecture-Specific Code)** 不同处理器架构下的底层实现存放在 `arch/` 文件夹中。例如 ARM Cortex-M 或 RISC-V 架构的支持都属于此类别[^2]。 - 针对每种 CPU 类型提供了中断控制器配置、寄存器映射以及其他低层细节。 #### 3. **驱动程序 (Drivers)** 设备驱动集中存储于 `drivers/` 下面,涵盖了从 GPIO 到网络适配器的各种外设控制模块[^3]。 - 支持标准 I/O 接口如 SPI, UART 和 I2C。 - 包含针对具体芯片厂商的 HAL(Hardware Abstraction Layer),比如 Nordic nRF 系列或者 NXP Kinetis 家族的产品。 #### 4. **库函数集合 (Libraries Collection)** 多数通用算法和服务被封装成独立子项目形式放置在 `lib/` 中;另外还有专门服务于某些协议栈需求的部分,则会单独列出目录名表示用途范围更窄的服务群组。 - 加密服务:OpenSSL Lite 版本或其他类似的加密工具链可能在此处找到。 - JSON 解析器:用于解析 JSON 数据格式的小巧实用类库也可能存在于此位置。 #### 5. **样本应用与测试案例 (Samples & Tests)** 开发者可以参考官方提供的样例工程快速上手开发工作流程,同时也有大量单元级别乃至集成层面的功能验证脚本帮助确认修改后的稳定性表现良好与否等问题解答情况说明如下所示: ```c #include <zephyr.h> void main(void){ printk("Hello World!\n"); } ``` 上述简单例子展示了最基本的打印消息到串口终端的方法。 ---
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