嵌入式系统linux总结.docVIP

嵌入式实时操作系统复习提纲一、基本概念linux内核主要是由进程调度、内存管理、虚拟文件系统、网络接口和进程间通信等组成。3linux用户进程： linux系统定义了五种状态进程状态从linux的调度来看，支持非实时（普通）和实时两种进程。5考虑到中断处理的效率，linux的中断处理程序分为两个部分：上半部（top half）和下半部(bottom half)。由外部设备引发的中断叫外部中断，处理器响应中断请求而执行的程序模块叫中断服务例程6交换机制：将不用或暂不用的页框中的页移出，装上新的页面；linux三级分页结构7进程的通信与同步机制有管道、信号、消息队列、共享内存和信号量集等el 中。linux的管道有：匿名管道和命名管道；从信号的可靠性方面，信号可以分为：可靠信号和不可靠信号。8.linux设备驱动注册的基本参数有设备名称，设备驱动的数据结构、设备号 和 次设备号。lsmod 把现在 kernel 中已经安装的modules 列出来；insmod 把某个 module 安装到 kernel.二、基本原理和方法基于虚拟内存技术的程序执行两次映射：buddy算法-伙伴算法slab分配器思想linux内存管理的基本内容和步骤linux 内核的主要组成部分linux的中断处理程序linux系统进程调度的总体思想。实时进程优先于普通进程，实时进程以进程的紧急程度为优先顺序，普通进程以进程平等占用cpu时间为基本调度原则。linux提供了两种实时调度策略sched_fifo和sched_rrlinux使用的进程间通信方式：（1）管道（pipe）和有名管道（fifo）（2）信号（signal）（3）消息队列：msgget可以创建一个新队列或打开一个存在的队列. msgctl类似于驱动程序中的ioctl函数, 可对消息队列执行多种操作. 调用msgsnd将数据放到消息队列中. 调用msgrcv将从消息队列中取消息.（4）共享内存：linux进程调用shmget（shared memory get，获取共享内存）来分配一个共享内存块。shmat（shared memory attach，绑定到共享内存）。shmctl（shared memory control，控制共享内存）函数会返回一个共享内存块的相关信息。同时 shmctl 允许程序修改这些信息。（5）信号量（6）套接字（socket)三、linux调度程序理解1. linux使用内核函数goodness()对进程进行加权处理：static inline goodness (struct task_struct * pint this_cpu, struct mm_struct *this_mm)int weight; weight=-1;if (p-policy & sched_yield)/ /*判断如果任务的调度策略被置为sched_yield的话，则置权值为1，返回。goto out;if (p-policy=sched_other) /*先对普通进程进行处理（由于多数是普通进程，这样做有利于提高系统效率）*/weight=p-counter; /*返回权值为进程的counter值*/if (! weight)goto out;#ifdef config_smpif (p-processor=this_cpu)weight+=proc_change_penalty;#endifif (p-mm=this_mm|! p-mm)weight+=1; /*对进程权值进行微调，如果进程的内存空间使用当前正在运行的进程的内存空间，则权值额外加1*/weight+=20-p-nice; /*将权值加上20与进程优先级nice的差。普通进程的权值主要由counter值和nice值组成*/goto out;weight=1000+p-rt_priority; /对实时进程进行处理，返回权值为rt_priority+1000，确保优先级高于普通进程*/out:return weight;2. linux 进程及管道应用实例#include#includeint main()int n,fd2; / 这里的fd是文件描述符的数组，用于创建管道做准备的pid_t pid;char line100;if(pipe(fd)0) / 创建管道 printf(pipe create error/n);if(pid=fork()0) /这里是父进程，先关闭管道的读出端，然后在管道的写端写入“hello world close(fd0); write(fd1,hello word/n,11);else close(fd1); /这里是子进程，先关闭管道的写入端，然后在管道的读出端读出数据 n= read(fd0,line,100); write(stdout_fileno,line,n);exit(0);linux中的工作队列工作队列(work queue)是linux kernel中将工作推后执行的一种机制。这种机制和bh或tasklets不同之处在于工作队列是把推后的工作交由一个内核线程去执行，因此工作队列的优势就在于它允许重新调度甚至睡眠。工作队列是2.6内核开始引入的机制，在2.6.20之后，工作队列的数据结构发生了一些变化，数据结构： structwork_struct unsigned longpending; pending是用来记录工作是否已经挂在队列上；structlist_head entry; entry是循环链表结构；void(*func)(void*); func作为函数指针，由用户实现；void*data; data用来存储用户的私人数据，此数据即是func的参数；void*wq_data; wq_data一般用来指向工作者线程（工作者线程参考下文）；structtimer_list timer; timer是推后执行的定时器。;工作队列(work queue)api：1、init_work(_work, _func, _data);初始化指定工作，目的是把用户指定的函数_func及_func需要的参数_data赋给work_struct的func及data变量。2、schedule_work(structwork_struct *work)对工作进行调度，即把给定工作的处理函数提交给缺省的工作队列和工作者线程。工作者线程本质上是一个普通的内核线程，在默认情况下，每个cpu均有一个类型为“events”的工作者线程，当调用schedule_work时，这个工作者线程会被唤醒去执行工作链表上的所有工作。3、schedule_delayed_work(structwork_struct *work, unsigned longdelay);延迟执行工作，与schedule_work类似。4、flush_scheduled_work(void);刷新缺省工作队列。此函数会一直等待，直到队列中的所有工作都被执行。5、cancel_delayed_work(structwork_struct *work);并不取消任何延迟执行的工作，因此，如果要取消延迟工作，应该调用cancel_delayed_work。针对linux内核，如下机制严重地影响了实时性linux实时改造后的系统实时性较好，典型代表有：kurt-linux，red-linux，rt-linux、rtai和xenomai等。rt-linux中的实时任务在运行过程当中总是处于以下三种状态之一：安装rt-linux的方法和步骤在基于adeos的系统中，存在着a、b、c、d四种类型的交互。linux内核和xenomai分别作为adeos中的一个域存在。linux内核负责非实时任务的调度，而xenomai采用不同于linux的精度更高的定时中断来调度实时任务，实现更小的调度延时。另外，xenomai域的优先级高于linux域。xenomai除了在内核层利用adeos实现了硬实时外，它在用户空间也有很好的实时性。xenomai的补丁及配置移植步骤rt-linux的实时内核的主要api1）硬中断api2）软中断api3）内核实时线程编程api，主要有以下几个(在rtl_sched.h中声明)：4）要使用共享内存通信，需要