3．1  底層軟件的實現

　　這部分軟件是網絡硬件防火墻實現的關鍵，它主要完成四個方面的工作，即對網絡封包的過濾，日志的記錄并發送，對用戶的報警以及跟PC機的接口。在本系統中我們采用實時操作系統UCOS，配合自己編寫的TCP/IP協議棧來實現對各個網絡層次封包的過濾。

　　3．1．1   UC/OSII在ARM7下的移植

　　UCOSII是一個完整、可移植、可固化及可剪裁的占先式實時多任務內核。它用ANSI C編寫，包含一小部分匯編代碼，使之可以供不同架構的微處理器使用。移植該實時操作系統是實現底層軟件的第一步。移植操作系統其實是一件不簡單的事情，它必須要求開發人員對目標硬件平臺有很深的了解；對UCOS的原理有相當的了解；對所使用的編譯器有較深入的了解。只有具備以上三點，才能成功移植該實時操作系統。要移植UCOS，只要編寫三個文件即可，它們分別是：OS_CPU.H，OS_CPU_C.C，OS_CPU_A.ASM。下面就簡單介紹該移植的實現過程。

　　第一個是編寫OS_CPU.H。在該文件中主要完成以下幾個方面的工作。首先是幾個數據類型的定義，如INT8U、INT16U、INT16S等，之所以這樣做是因為ANSI C中并沒有明確定義short、int等數據類型的實際長度，它與處理器的類型有關，隱含著不可移植性。代之以移植性強的INT8U、INT16U等數據類型，即直觀又可移植。其次就是完成兩個中斷處理宏的定義，一個是關中斷宏OS_ENTER_CRITICAL( )，另一個就是開中斷宏OS_EXIT_CRITICAL( )。考慮到不是所有版本的C語言都支持C語言級的開關中斷，所以編寫此宏來實現C語言級的開關中斷。最后就是定義棧生長方向和棧的寬度，它們分別用變量OS_STK_GROWTH和OS_STK。

　　第二個是編寫OS_CPU_C.C。在該文件中主要完成函數OSTaskStkInit( )的編寫，該函數主要完成任務堆棧的的初始化工作，如初始化各個寄存器的狀態，以及用戶添加的一些任務變量等。

　　第三個是編寫OS_CPU_A.ASM。該文件的是移植的關鍵所在，在本文件中必須完成四個函數的編寫工作，它們分別為OSIntCtxSw( )，OSCtxSw( )， OSStartHighRdy( )和OSTickISR( )。其中前兩個函數是重中之重，它們必須用匯編語言編寫，主要完成任務環境的切換工作。

　　在ARM7硬件平臺下移植UCOSII要注意幾個問題，首先是在移植系統函數或者系統宏時要盡量的調用軟件中斷，這樣有助于簡化移植工作；其次在初始化任務堆棧時，可以添加任務變量OSEnterSum這個變量來監視中斷開關次數，這是關于移植的一個技巧；最后要注意為了方便編寫中斷服務程序，在移植時還要提供相應的匯編宏來簡化用戶層代碼的編寫。

　　3．1．2 TCP/IP協議棧在UCOSII下的實現

　　TCP/IP協議分為四層，分別為應用層、傳輸層、網絡層，物理層。本系統中物理層主要包括8019的驅動程序，網絡層包括IP協議和ARP協議，傳輸層主要包括TCP協議和UDP協議，應用層主要包括FTP、HTTP、SNMP和一些用戶應用程序。由于該協議實現很復雜，這也是本系統實現的難點，下面給出該協議棧實現的函數框圖：<!--工控自動化，autooo.net-->