MMU가없는 프로세서를위한 멀티 태스킹 운영 체제 작성

ARM 프로세서 중 일부를위한 취미 운영 체제를 작성하려고했습니다. ARM MPU를 사용하는 인기있는 단일 보드 컴퓨터가 많이 있으므로 간단히 그 중 하나를 구입하고 싶었습니다 (더 많은 공개 문서가있는 컴퓨터 선택). 메모리가 충분한 보드조차도 메모리 관리 장치가있는 MPU가 없다는 사실을 알고 놀랐습니다.

나는 항상 i386 + 프로세서로 작업 해 왔으며 다른 마이크로 칩 PIC를 제외하고는 아무것도 사용하지 않았기 때문에 혼란스러워서 OS와 비교할 때 기능이 제한되지 않는 작동중인 운영 체제를 작성할 수 있는지 확실하지 않습니다. MMU가있는 MPU의 경우.

"대체"또는 "시뮬레이션"MMU에 대한 솔루션은 거의 없으며 몇 가지 질문이 있습니다.

• 16 비트 및 32 비트 모드의 인텔 프로세서에는 세그먼트 및 세그먼트 선택기를 사용하여 작업별로 다른 메모리 블록을 사용하는 방법이 있습니다. 즉, x86에서 작업 전환을 수행 할 때 세그먼트 레지스터의 내용을 변경하여 메모리 공간을 변경할 수 있습니다. ARM 아키텍처에서 사용할 수있는 메모리 분할에 대한 일반적인 개념이 있습니까?
• 실행 파일 대신 연결된 개체 파일을로드하면 페이징 구조를 사용하여 메모리를 매핑 한 것과 같은 방식으로 재배치 (수정) 또는 위치 독립적 인 코드를 사용하여 메모리 조각에 작업을 지정할 수 있습니다. 이것이 효과적일까요?
• ARM 프로세서의 메모리 보호 장치에 대한 내용도 읽었습니다. 이것들이 도움이 될 수 있습니까?

MMU가없는 시스템에서 작업을 관리하는 "일반적인"방법이 있습니까?

실제로 MMU가 필요없는 운영 체제를 설계하는 것은 그리 어렵지 않습니다. 없이 편리하게 수행 할 수있는 몇 가지 편의가 있지만 극복 할 수없는 것은 없습니다.

• 서로 다른 작업을 다른 주소에로드해야하므로 모든 코드 (커널, 표준 라이브러리 및 기본 런타임 환경의 일부인 다른 코드 제외)는 위치 독립적으로 컴파일해야합니다. 이것은 상대 점프와 레지스터에 저장된 힙 액세스의 기본 주소를 의미합니다. x86-32의 4 개의 일반 레지스터에 익숙하다면 하나의 레지스터를 기본 주소로 사용하는 것이 비용이 많이 드는 것처럼 보일 수 있지만 대부분의 최신 아키텍처에는 더 많은 것이 있으며 8088조차도 세그먼트 레지스터가 정확하게 있습니다.
• 구현할 수 없기 때문에 유닉스 계열 아키텍처를 수정해야 fork합니다. 괜찮습니다. 대부분의 운영 체제에는 없습니다 fork. (당신은 가질 수 있습니다 vfork.)
• 해당 메모리를 할당하지 않으면 많은 공간을 미리 할당 할 수 없습니다. 즉, 한 번에 하나 이상의 페이지를 할당하여 스택 또는 힙이 늘어나지 않습니다.

MPU가있는 경우 멀티 태스킹 운영 체제에서 평소처럼 작업을 서로 분리 할 수 ​​있습니다. MPU가 없으면 작업이 임의의 코드를 실행하도록 허용하는 경우에만 메모리 분리가 협조적 일 수 있습니다. MPU없이 메모리 분리를 수행하는 한 가지 방법은 가상 시스템에서 확인 된 코드 만 사용하도록 작업을 제한하고 VM 엔진의 일부로 소프트웨어에서 메모리 보호를 구현하는 것입니다.

uClinux 는 MMU없이 프로세서 (ARM Cortex-M 포함)에서 실행되는 Linux 커널 기반 프로젝트입니다. 자사의 멀티 태스킹에 대한 제한은 내가 위에서 설명한 본질적으로 무엇인가.