SIP協(xié)議在嵌入式Linux中的實(shí)現(xiàn)

摘要：嵌入式系統(tǒng)由于本身資源的限制，現(xiàn)有的SIP協(xié)議直接應(yīng)用于嵌入式便攜設(shè)備還有困難。為滿足SIP協(xié)議在嵌入式系統(tǒng)中的商用要求，設(shè)計出一個簡化的SIP協(xié)議棧。首先分析了SIP協(xié)議直接應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)時所顯現(xiàn)的不足，然后從協(xié)議層次的簡化，層次間的快速反應(yīng)，層次的模塊化設(shè)計等方面入手，降低SIP協(xié)議的存儲空間，使其更加簡單靈活、擴(kuò)展性更好，并在嵌入式Linux系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了SIP協(xié)議代碼的嵌入式移植和優(yōu)化。試驗結(jié)果表明：設(shè)計的SIP協(xié)議棧所占存儲空間小，在嵌入式Linux系統(tǒng)平臺下運(yùn)行良好，滿足設(shè)計需求。
關(guān)鍵詞：SIP協(xié)議；嵌入式應(yīng)用；Linux；ARM9平臺

會話初始協(xié)議(SIP協(xié)議)是一種用于IP網(wǎng)絡(luò)多媒體通信的應(yīng)用層控制協(xié)議，可建立、修改、和終止多媒體會話。SIP具有良好的互操作性和開放性，支持多種服務(wù)且具有多媒體協(xié)商能力，能夠在不同設(shè)備之間通過SIP服務(wù)器或其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行交互。同時SIP易于擴(kuò)展，支持用戶移動性，能夠充分滿足設(shè)備對移動性服務(wù)的需求，而且SIP簡單靈活，計算量小，尤其適合在嵌入式應(yīng)用環(huán)境中應(yīng)用。因此，將SIP引入到嵌入式應(yīng)用中，憑借SIP自身的特性可有效提高嵌入式網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互操作性和接入網(wǎng)絡(luò)的便利性。但SIP協(xié)議本身只給出SIP消息的文法定義以及自然語言描述的消息處理，并未給出SIP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。這里討論在嵌入式終端設(shè)備上建立嵌入式Linux系統(tǒng)，并完成SIP的嵌入式，以及代碼的嵌入式移植和測試。

1 嵌入式LilIHX系統(tǒng)開發(fā)
1．1 建立交叉編譯環(huán)境
本文使用的是實(shí)驗室的ARMSYS2410-B開發(fā)板。準(zhǔn)備好必要的軟件包后，建立交叉編譯環(huán)境實(shí)際上就是對cross2．95．3．tar．bz2的解壓過程。具體過程如下：
1)在編譯Linux之前，先安裝交叉編譯toolclhain，在／usr／local目錄下建立名為ann的目錄，進(jìn)入該目錄，執(zhí)行解包：
cd／usr／local／armtar xjvf／mnf／cdrom／linux／toolchain／cross-2．95．3．tar．bz2
2)編輯／etc／profile，找到pathmunge／usr／local／sbin，在其下面添加一行：
Pathmunge／usr／local／arm／2．95．3／bin這樣，內(nèi)核或其他應(yīng)用程序均可使用arm-linux-來指定使用該交叉編譯器。
1．2 Boot Loader移植
Boot Loader是在嵌入式Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行的一段小程序。通過這段程序可以將內(nèi)核從Flash存儲器拷貝到RAM，并執(zhí)行內(nèi)核。還要完成初始化硬件設(shè)備，建立內(nèi)存空間的映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個合適的狀態(tài)。用燒錄軟件jflash-s3c2410通過JTAG口向硬件板下載Boot Loader二進(jìn)制文件，向硬件板Flash中下載引導(dǎo)程序，這樣Boot Loader就可以成功運(yùn)行。
1．3 重新編譯內(nèi)核
從官方網(wǎng)站上下載的內(nèi)核不能直接在硬件平臺上運(yùn)行，需要根據(jù)具體的硬件平臺重新裁剪、編譯內(nèi)核，根據(jù)硬件平臺特性編寫相關(guān)代碼，將Linux移植到平臺上。以下是對內(nèi)核代碼的修改：1)修改內(nèi)核目錄樹根下的Makefile，指明交叉編譯器；2)配置Flash分區(qū)，修改arch-／arm／mach-s3c2410／devs．c，用以指明分區(qū)信息，該文件的內(nèi)容建立Nand Flash分區(qū)表；修改arch／arm／machs3c2410／machsmdk241-0．c文件指定啟動時初始化，kernel啟動時依據(jù)對分區(qū)的設(shè)置進(jìn)行初始配置：3)配置和編譯內(nèi)核，在Linux源文件目錄下，執(zhí)行make menuc-onfig命令，配置內(nèi)核產(chǎn)生config文件。然后依次運(yùn)行#make clean；#make dep；#make zImage，完成對內(nèi)核的編譯。

2 嵌入式SIP協(xié)議棧的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
2．1 嵌入式下實(shí)現(xiàn)SIP協(xié)議棧
嵌入式環(huán)境下SIP協(xié)議的開發(fā)，主要需要考慮嵌入式系統(tǒng)資源有限的局限性，需根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用的特點(diǎn)，在設(shè)計時充分考慮CPU、存儲空間等系統(tǒng)資源的利用。由于資源的限制，嵌入式系統(tǒng)一般作為用戶終端設(shè)備，故這里主要實(shí)現(xiàn)協(xié)議棧中用戶代理(UAC／UAS)的功能。
首先是協(xié)議棧的簡化。根據(jù)RFC3261中定義的SIP協(xié)議棧模型可知，SIP是一個分層體系結(jié)構(gòu)的協(xié)議。該協(xié)議主要由4層組成，底層為語法編解碼層(SyntaxEncoding)；第2層是傳輸層(TransportLayer)，該層定義網(wǎng)絡(luò)上的客戶機(jī)和服務(wù)器如何接收請求和發(fā)送響應(yīng)；第3層為事務(wù)層(Transaction)，負(fù)責(zé)事務(wù)處理；最上面一層為事務(wù)用戶層(Transaction User)，每個SIP實(shí)體都是事務(wù)用戶，當(dāng)一個事務(wù)用戶希望發(fā)送請求時，就創(chuàng)建一個客戶機(jī)事務(wù)實(shí)例以發(fā)送請求。
這種協(xié)議棧的設(shè)計實(shí)現(xiàn)方法應(yīng)用到嵌入式環(huán)境中有以下不足：1)協(xié)議棧設(shè)計層次過多會增加系統(tǒng)堆棧的開銷。為了不過多占用堆棧，在系統(tǒng)資源分配時需分配較大的堆?？臻g。而嵌入式環(huán)境下的空間資源是有限的，SIP模塊占用過多的堆?？臻g，會造成其他任務(wù)空間分配受到限制。2)層次與層次之間的調(diào)用會增加系統(tǒng)的延時，降低系統(tǒng)的實(shí)效性。而作為用戶終端設(shè)備，快速響應(yīng)是設(shè)計的重要準(zhǔn)則。