ARMlinux系统调用的实现原理十
基于ARMLinux下IIC设备驱动程序设计与实现
具有免费 、 开放源代 、 强大的 网络功 能等特点 ， 在嵌入式产 品中 正在得 到广泛 的应 用。本文主要研 究 Ａ ＭＬｎｘ系 统 Ｉ Ｒ ｉ ｕ Ｉ 备 Ｃ设 驱动程序 的设计方法 。
多个从 机 ， 每个从机都有一个 唯一 的地址 。 主机负 责 Ｉ Ｉ Ｃ总线 的初始化 、 数据传 输 、 产生 时钟信 号等工 作 。Ｉ Ｉ ｃ总线传 输 的时序 是 ： Ｓ Ａ Ｔ（ 从 Ｔ Ｒ 开始 位 ） 开始 传输 ， ＳＯ （ Ｔ Ｐ 结束位 ） 结束传输。传送 到 Ｓ Ａ上 的每一个字 节必须是 Ｄ ８位 ， 每次传送 的字节数不限 ， 一个字节后面 必须 跟一个应答 每 位 。如果在传输过程 中， 从设备不能一次接收完一个 字节 ， 此时 它就会使时钟置为低 电平 ， 迫使主设备等待 ； 当从设备能接收下
包 括 ｏｅ （ 、 ａ（ 、ｒｅ ） ｉ ｔ ） ｒ ｅｓ（ 等 等 。 ｐｎ ） ｒ ｄ ） ｗｉ （ 、 ｃ （ 和 ｅ ａｅ ） ｅ ｔ ｏｌ ｌ Ｏ ｅ （ 函数 的 主 要 功 能是 提 供 给 驱 动 程 序 初 始化 能 力 ， ｐｎ ） 为
个数据字节后 ， 将释 放 Ｓ Ｌ线 ， Ｃ 继续 后面 的数据 传输 。数 据
￡０ ）０口 ［ ｌ ０口 厂 ＝ Ⅺ ｌ
ｋｖ ｂ ｏ
…
…
传输的时序如图 １ 所示 。
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维普资讯
第２ ５卷第 ３期
２０ ０ ８年 ３月
计 算机 应 用与软件
Ｃ ｍｐ ｔｒ Ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｎ ｏｔ ａ ｅ ｏ ｕ ｅ ｐ ｌ ｔ ｓａ ｄ Ｓ ｆ ｒ ｃ ｏ ｗ
Ｖ １２ ． ｏ ． ５ Ｎｏ ３
Ｍａ ． ０ ８ ｒ２ ０
Linux内核中系统调用详解
Linux内核中系统调用详解什么是系统调用?（Linux）内核中设置了一组用于实现各种系统功能的子程序，称为系统调用。
用户可以通过系统调用命令在自己的应用程序中调用它们。
从某种角度来看，系统调用和普通的函数调用非常相似。
区别仅仅在于，系统调用由（操作系统）核心提供，运行于核心态;而普通的函数调用由函数库或用户自己提供，运行于用户态。
随Linux核心还提供了一些（C语言）函数库，这些库对系统调用进行了一些包装和扩展，因为这些库函数与系统调用的关系非常紧密，所以习惯上把这些函数也称为系统调用。
为什么要用系统调用?实际上，很多已经被我们习以为常的C语言标准函数，在Linux 平台上的实现都是靠系统调用完成的，所以如果想对系统底层的原理作深入的了解，掌握各种系统调用是初步的要求。
进一步，若想成为一名Linux下（编程）高手，也就是我们常说的Hacker，其标志之一也是能对各种系统调用有透彻的了解。
即使除去上面的原因，在平常的编程中你也会发现，在很多情况下，系统调用是实现你的想法的简洁有效的途径，所以有可能的话应该尽量多掌握一些系统调用，这会对你的程序设计过程带来意想不到的帮助。
系统调用是怎么工作的?一般的，进程是不能访问内核的。
它不能访问内核所占内存空间也不能调用内核函数。
（CPU）（硬件）决定了这些(这就是为什么它被称作"保护模式")。
系统调用是这些规则的一个例外。
其原理是进程先用适当的值填充（寄存器），然后调用一个特殊的指令，这个指令会跳到一个事先定义的内核中的一个位置(当然，这个位置是用户进程可读但是不可写的)。
在（Intel）CPU中，这个由中断0x80实现。
硬件知道一旦你跳到这个位置，你就不是在限制模式下运行的用户，而是作为操作系统的内核--所以你就可以为所欲为。
进程可以跳转到的内核位置叫做sysem_call。
这个过程检查系统调用号，这个号码告诉内核进程请求哪种服务。
然后，它查看系统调用表(sys_call_table)找到所调用的内核函数入口地址。
系统调用原理
系统调用原理（最新版）目录1.系统调用的概念与作用2.系统调用的分类3.系统调用的实现原理4.系统调用的应用实例5.系统调用与用户程序的关系正文一、系统调用的概念与作用系统调用（System Call）是操作系统向用户程序提供的一种申请操作系统服务的接口。
用户程序通过系统调用请求操作系统的帮助，完成文件操作、进程管理、内存管理等任务。
系统调用是操作系统与用户程序之间的桥梁，使得用户程序可以更加高效地使用操作系统的功能。
二、系统调用的分类根据系统调用的功能，可以将其分为以下几类：1.文件操作：包括创建文件、打开文件、读取文件、写入文件、关闭文件等。
2.进程管理：包括创建进程、终止进程、切换进程、获取进程信息等。
3.内存管理：包括分配内存、释放内存、复制内存等。
4.设备管理：包括设备分配、设备回收、设备操作等。
5.其他系统服务：包括获取系统时间、随机数生成等。
三、系统调用的实现原理系统调用的实现原理可以分为以下几个步骤：1.用户程序调用库函数：用户程序调用库函数，如 C 语言的标准库函数，来实现文件操作、进程管理等功能。
2.库函数调用系统调用：库函数通过调用系统调用来请求操作系统提供相应的服务。
3.操作系统处理：操作系统根据系统调用的类型，执行相应的操作，如文件操作、进程管理等。
4.返回结果：操作系统将处理结果返回给库函数。
5.库函数返回结果给用户程序：库函数将操作系统返回的结果返回给用户程序。
四、系统调用的应用实例以下是一个简单的系统调用应用实例，使用 C 语言编写，通过系统调用实现文件的创建和写入功能：```c#include <stdio.h>#include <unistd.h>int main() {int fd = open("example.txt", O_CREAT | O_TRUNC | O_WRONLY, 0644);if (fd < 0) {perror("open");return -1;}write(fd, "Hello, system call!", 25);close(fd);return 0;}```五、系统调用与用户程序的关系系统调用是操作系统为用户程序提供的一种服务接口，用户程序通过系统调用来请求操作系统的帮助，实现文件操作、进程管理等功能。
嵌入式ARM-μ Clinux解压引导系统的设计与实现
Ｃｉｕ 作为操作系统平台。 Ｃｉｕ 是专门用于微控制器 Ｌｎｘ Ｌｎｘ
领域的实时嵌入 式操作系统，它是针对没有 Ｍ Ｕ Ｍ 单元的微控
决 Ｃ ｉｕ嵌入式系统的启动与引导技术， Ｌｎｘ 系统启动引导的
成功与否是所有应用程序运行 的前提 ；③内核 系统和应用 代
Ｋｅ ｅｌ ｒｎ ａｎ ａｐ ｄ ｐｌｉ ａｔｉ ｎ ｏ ｗａ ｄｅ ｃ ｏ ｓ ｆｔ ｒｅ ｖｅｌ ｐ ｏ ｍｅｎ ｔ
．
Ｋｅ ｗｏ ｄ Ａ Ｍ ｕ Ｌ ｎ ｘ； Ｅ ｂ ｄ ｅ ｙ ｔ ｍ； Ｃ ｍ ｒ ｓ ； Ｂ ｏ ｉ ｇ ｐ ｖ ｒ ： Ｒ — Ｃ ｉ ｕ ｍ ｅｄｄＳｓｅ ｏ ｐｅｓ ｏ ｔ ｎ ｕ
制器而设计的， 符合 ＧＵＧＬ Ｎ ／Ｐ 公约，完全开放源代码，采用
ＲＭＳ ＯＦ 文件 系统，体积小巧 、 简，深受广大嵌入 式领域 的 精 用户喜 爱。 嵌入式操作系统 内核是嵌入式系统加 电运行后的管理平 台， 负责实时多任务管 理和文件 系统管理 。 Ｃｉｕ是Ｌｎｘ Ｌｎｘ ｉｕ 的一个分支， 它继承 了Ｌｎｘ ｉｕ 强大的 网络功能和多任务管理 功能 ， 并对 内存管理和进程管理 进行 了改写， 满足ＡＭ 处理 Ｒ７ 器的开发要求，因此 Ｃｉｕ 适合作为 本系统 的操作系统。 Ｌｎ ｘ Ｃ ｉ ｕ的文件 系统是嵌入式 系统软件平台占用存储量最大 Ｌ ｎｘ
Ｃｌ ｎｕ ｉ ｘ ， ａｎｄ ｔ’ Ｓ ｉ ｄｉ ｆｉｃ ｔ ｅｃｈ ｑｕ ｆ ｕｌ ｔ ｎｉ ｅ
。ห้องสมุดไป่ตู้
ｔｈｉ ａ ｓ ｒｔｉ ｌｅ ｃ ｐｕ ｆ ｔ ｏｒｗ ｄ ｋｉ ｄ ａｒ ａ ｎ ｏｆ ｓｏｌ ｔｉ ｆｏ ｕ ｏｎ ｒ
，
系统调用 调用门 原理-概述说明以及解释
系统调用调用门原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述系统调用是操作系统提供给应用程序使用的一种接口，它允许应用程序请求操作系统执行特定的功能或操作。
系统调用提供了应用程序与底层硬件和系统资源的交互方式，使得应用程序能够进行文件读写、网络通信、进程管理等操作。
调用门是一种机制，它可以让应用程序在用户态和内核态之间进行切换，从而实现对操作系统功能的访问。
调用门提供了一条特殊的指令，应用程序通过调用这条指令来进入内核态执行系统调用，完成需要操作系统权限才能进行的操作。
系统调用和调用门是操作系统中非常重要的概念和机制。
系统调用允许应用程序使用操作系统提供的功能，使得应用程序可以以一种安全又可控的方式访问系统资源。
调用门则是系统调用的一种实现方式，它提供了一种高效、可靠的切换机制，使得应用程序可以方便地进行系统调用，从而完成需要操作系统权限的操作。
在本文中，我们将详细介绍系统调用和调用门的原理和工作过程，探讨它们的应用场景和优势。
我们还将深入分析调用门的结构和运行机制，了解它在操作系统中的实现和使用。
最后，我们将对系统调用和调用门的重要性进行总结，并展望它们在未来的发展前景。
通过阅读本文，读者将能够更好地理解系统调用和调用门的作用和原理，为深入研究操作系统提供理论和实践基础。
【1.2 文章结构】本篇文章将从以下几个方面进行讲述系统调用和调用门的原理和应用。
首先，在引言中会概述整篇文章的主要内容和目的。
接下来，在正文部分，会详细介绍系统调用的定义和作用，包括其实现方式和分类，并对其优缺点进行探讨。
同时，还会对调用门进行概述，阐述其原理和工作过程，并介绍其在实际应用中的场景和优势。
最后，将重点解释调用门的原理，探讨引入调用门的背景，分析调用门的结构和运行机制，并讨论调用门的实现和使用。
在结论部分，会总结系统调用和调用门的重要性，并对其未来发展进行展望。
最后，以简短的结束语作为结尾，对文章内容进行总结。
通过以上的结构安排，本文将全面而系统地介绍系统调用和调用门的原理和应用，读者能够明确了解系统调用和调用门的概念、工作原理、应用场景及其未来发展前景。
linux内核进程cpu调度基本原理
linux内核进程cpu调度基本原理Linux内核的CPU调度基本原理是通过多任务处理，将CPU 时间片分配给不同的进程或线程来实现。
1. 调度策略：Linux内核支持多种调度策略，包括先来先服务（FCFS）、时间片轮转、优先级调度等。
默认的调度策略是时间片轮转调度策略，即每个进程被分配一个时间片，在时间片用完之后，将CPU切换到下一个就绪状态的进程上。
2. 就绪队列：内核会维护一个就绪队列，存放所有准备好运行但还未分配CPU时间的进程。
根据进程的优先级和调度策略，内核会从就绪队列中选择一个合适的进程来执行。
3. 进程优先级：每个进程都有一个优先级值，表示其重要性和紧急程度。
较高优先级的进程在调度时会获得更多的CPU时间。
Linux内核使用动态优先级调度策略，根据进程的历史行为和资源使用情况动态调整进程的优先级。
4. 时间片和抢占：时间片是CPU分配给进程的最小单位，当一个进程的时间片用完后，如果它还未完成，内核会将其置于就绪队列末尾，并将CPU分配给下一个就绪进程。
此外，Linux 内核支持抢占式调度，即当一个优先级更高的进程出现时，可立
即抢占当前运行的进程，将CPU资源分配给新的进程。
5. 实时进程：除了普通进程，Linux内核还支持实时进程。
实时进程具有更高的优先级和较小的延迟要求，它们得到更快的响应时间。
实时进程的调度算法相对于普通进程更加严格，以满足实时性要求。
Linux内核的CPU调度基本原理是通过就绪队列、进程优先级和时间片轮转等策略，将CPU时间动态地分配给不同的进程或线程，以完成多任务处理。
第4章 ARMLinux内核
struct hw_interrupt_type { const char * typename; unsigned int (*startup)(unsigned int irq); void (*shutdown)(unsigned int irq); void (*enable)(unsigned int irq); void (*ack)(unsigned int irq); void (*end)(unsigned int irq); void (*set_affinity)(unsiged int irq,unsigned long mask); };
以32位虚地址的高12位（bit20-bit31）作为访问 首层映射表的下标，从表中找到相应的表项，每个 表项指向一个二层映射表。 以虚拟地址中的次8位（bit12-bit19）作为访问所 得二层映射表的下标，进一步从相应表项中取得 20位的物理页面地址。 最后，将20位的物理页面地址和虚拟地址中的最 低12位拼接在一起，就得到了32位的物理地址。
34
Βιβλιοθήκη ARM是将中断控制器集成在CPU内部的， 由外设产生的中断请求都由芯片上的中断 控制器汇总成一个IRQ中断请求 中断控制器还向CPU提供一个中断请求寄 存器和一个中断控制寄存器 GPIO是一个通用的可编程的I/O接口，其 接口寄存器中的每一位都可以分别在程序 的控制下设置用于输入或者输出
35
ARM Linux将中断源分为三组：
第一组是针对外部中断源； 第二组中是针对内部中断源，它们都来自集 成在芯片内部的外围设备和控制器，比如 LCD控制器、串行口、DMA控制器等等。 第三组中断源使用的是一个两层结构。
基于ARM和Linux通用工控平台设计与实现
内置外设 Ｉ ｚ Ｃ控制 器 ＵＳ ＡＲＴ ＵＳ ＡＲＴ ＵＳ ＨＯＳ Ｂ Ｔ ＭＡＣ 控制 器 Ｉ ２ Ｃ控制器
功能芯片 Ｄ ３ ３ ￥ ２ｌ
Ｇ ５ Ａ Ｌ８０ ＧＩ ５ Ａ ０ ８ Ｓ Ｄｌ ５ ６ ｌ ３ ０ Ｉ Ｓ１２ Ｃ ５３
Ｉ Ｓ４１ ＬＶ１ １ ０ ６ ０
系统 。本文 针对嵌 入式 系统 的特 点 ，
以高性价比的３ 位ＡＲＭ嵌入式处理器 器 ，并 对其最 小系 统及 外围部 件进 行 靠 工 作 所 必 需 的 荩 今 电 路 。 甚 于 ２ ＡＴ １ ９ ＲＭ９ ０ 为硬件核心 ，搭建 了通 设 计 ，以适应 当前 工控现 场更加 丰富 ＡＴ Ｉ ２０ ９ ＲＭ９ ０ 微 处理器的最小 嵌入式 ２０ 用工控硬件平台 ，往此平台上移植嵌入 的技术要求 ，并结合１ 业测控Ｍｏ ｂ ｓ 系统 由微 处 理 器Ａ Ｔ １ ２ ０ 电 源 二 ｄ ｕ ９ Ｒ Ｍ９ ０ 、 式Ｌ ｎ ｘ ｉ ｕ 操作系统和 图形界面开发环境 协议 ，扩 展多 种通信 接 口 ，满足 用 户 电 路 、 晶 体 振 荡 器 电 路 、 复 似 电 路 、
功能简述 为系统提 供时间信启、 点对点串行通信 点对多点串行通信 海量数据存储 网络通信及组网 人机交互
３ Ｕ插槽 ，共６ 针 。３ ４ Ｕ插槽专 ¨改计 于便携式应用，特别适合作为 体化的 移动控制器用于 工业测控 、产 品线 、运 输 系统和交通控制系统的应用 。 ４硬件 ・台结构
表１ Ｔ １ Ａ ９ ＲＭ９ ０ 微处理器最小系统构成 ２０
电源 电路
口等 电路组 成。 至此就具 备 ｒ发 计开
发 一款 基 于 ＡＲＭ微 处理 器 的 通 Ｊ 工控 ｆ ｊ
平 台 的硬 件基 础 。
linux系统调用原理
linux系统调用原理
Linux系统调用是指应用程序通过软件中断请求操作系统内核提供的服务与资源。
系统调用是操作系统提供的接口，它可以使应用程序与底层硬件进行交互。
Linux系统调用原理包括以下几个方面：
1. 系统调用的分类：Linux系统调用可以分为进程控制、文件管理、网络通信、内存管理、系统信息、时间和日期等几类。
不同的系统调用对应不同的功能。
2. 系统调用的实现：Linux系统调用的实现是通过软中断来完成的。
当应用程序需要进行系统调用时，它会产生一个软中断信号，操作系统内核会捕获此信号，在内核态下执行相应的系统调用操作，然后将结果返回给应用程序。
3. 系统调用的参数传递：Linux系统调用的参数传递采用寄存器和栈的方式。
应用程序将参数存储在寄存器或栈中，然后通过系统调用指令传递给内核。
4. 系统调用的返回值：Linux系统调用的返回值是一个整数，通常为0表示操作成功，其他值表示操作失败。
应用程序可以根据返回值来判断系统调用是否成功执行。
5. 系统调用的错误处理：Linux系统调用错误处理通常通过errno变量来实现。
当发生错误时，系统调用会将错误码存储在errno 变量中，应用程序可以通过读取errno变量来获取错误信息。
总之，Linux系统调用原理是操作系统提供的接口，可以帮助应
用程序和底层硬件进行交互。
了解Linux系统调用的原理可以帮助程序员更好地开发和调试应用程序。
linux操作系统的原理
linux操作系统的原理Linux操作系统是一种开源的操作系统，其原理是基于UNIX操作系统的设计思想和实现方式。
Linux操作系统的核心是Linux内核，它是操作系统的核心部分，负责管理计算机硬件资源和提供系统服务。
Linux内核的设计理念是模块化和可扩展的，可以根据需求选择性地加载和卸载不同的模块，以实现对硬件设备的支持和系统功能的扩展。
Linux操作系统的原理主要包括以下几个方面：1. 多用户和多任务：Linux操作系统支持多用户和多任务的运行环境，可以同时运行多个用户的程序，并且每个用户可以独立地访问自己的文件和资源。
这种机制是通过Linux内核的进程管理和文件系统管理实现的。
Linux内核使用进程调度算法来管理进程的运行，确保每个进程都能够得到合适的CPU时间片。
同时，Linux内核还提供了完善的文件系统，可以对文件和目录进行管理和访问控制。
2. 虚拟内存管理：Linux操作系统使用虚拟内存管理机制，将物理内存和逻辑内存进行映射，从而实现了对内存资源的高效利用和保护。
Linux内核使用分页机制将逻辑内存划分为固定大小的页，并将物理内存分成相同大小的页框。
当程序需要访问某个内存地址时，Linux内核会将该地址转换成对应的物理地址，并将数据加载到内存中。
如果内存不足，Linux内核会使用交换空间将部分内存数据写入硬盘，从而释放出更多的内存空间。
3. 设备驱动程序：Linux操作系统支持各种硬件设备的驱动程序，包括网络设备、存储设备、显示设备等。
Linux内核提供了一套统一的设备驱动接口，使得开发人员可以方便地编写和调试设备驱动程序。
同时，Linux内核还支持动态加载和卸载设备驱动模块，从而实现对不同硬件设备的灵活支持和升级。
4. 网络通信：Linux操作系统支持各种网络通信协议，包括TCP/IP 协议、UDP协议等。
Linux内核提供了一套完整的网络协议栈，可以实现网络数据的传输和路由。
Linux内核使用套接字接口来实现应用程序与网络协议之间的交互，开发人员可以使用套接字编程接口来编写网络应用程序。
系统调用和库函数
系统调用和库函数一、系统调用系统调用是操作系统提供给应用程序的接口，它允许应用程序请求操作系统执行某些特权操作，例如读写文件、创建进程、打开网络连接等。
在Linux系统中，系统调用是通过软中断来实现的。
1.1 系统调用的分类Linux系统中有很多种类型的系统调用，按照功能可以分为以下几类：1. 进程控制类：如fork()、exec()等；2. 文件操作类：如open()、read()、write()等；3. 设备操作类：如ioctl()、mmap()等；4. 网络通信类：如socket()、connect()等；5. 内存管理类：如mmap()、brk()等。
1.2 系统调用的使用方法在C语言中，可以使用unistd.h头文件中定义的函数来进行系统调用。
例如：#include <unistd.h>int main(){char buf[1024];int fd = open("test.txt", O_RDONLY);read(fd, buf, sizeof(buf));close(fd);return 0;}上面的代码就是使用了open()和read()两个系统调用来读取一个文本文件。
二、库函数库函数是一组预先编写好的函数集合，可以被应用程序直接调用。
库函数通常被编译成动态链接库或静态链接库，以便于应用程序使用。
在Linux系统中，常见的库函数有标准C库函数、数学库函数、字符串处理库函数等。
2.1 标准C库函数标准C库函数是C语言提供的一组基本的函数，包括输入输出、字符串处理、内存管理等方面。
在Linux系统中，标准C库通常是glibc。
下面是一些常用的标准C库函数：1. 输入输出类：printf()、scanf()、fopen()、fclose()等；2. 字符串处理类：strcpy()、strcat()、strlen()等；3. 内存管理类：malloc()、calloc()、realloc()等。
基于ARM-linux嵌入式系统运行参数的配置方法和实现
智 能家 电以及 消费 电子 等领 域 …。 尤其 是 ｌｕ ｉ ｘ操作 系统 的发 展 更新 系 统 参数 。 若 需要 则 将 更 新参 数 存 入指 定 的文 件 中 ，供 应 ｎ 使 得嵌 入式 系统 得 以 更普 遍 的 应 用。 其 中专 用 性 强 是嵌 入 式 系 用程 序 的读 取 。 同时调 用 ｓ ｅ 脚 本 完成 本 地 ｌ 参数 的配 置。 ｈｌ ｌ Ｐ等
方 案一 ：选 择在 Ａ Ｍ 板 上 电后 检测 串口或者 网络状 态判 断 无法 正 常地 发送 数 据 。鉴 于 上 述 问题 ，我 们 尝 试 了 网络 通 信 方 Ｒ 是 否 要 更新 系统 参 数 ，若 需 要 则进 入 配 置模 式 ，配 置完 成 后 将 式进行 参 数 的配置 。 ★ 基 金项 目：河南 省科 技 厅基础 研 究项 目 （ ０ ３ ０ １ １ ２） １２０ ４０ ６
统 一 个 很突 出的 特点 。 不 仅 表现 在 其 软 硬件 系 统 的 设计 与实 际
的数 也 不
具体 的 文件 读 写存 储工 作可 由操作 系统 完成 ，并且 ｌ ｕ ｉ ｘ的文 件 ｎ 系统 也具 有掉 电非 易失 的特 点 ，这种 方 法省 去 了对 ｆ ｓ 驱 动 的 ｌｈ ａ
为 多 线程 方式 ，可 同时 响应 多个 客 户 的请 求 。嵌 入 式 设 备作 为
配 置 完成 命 令 后 ，嵌 入 式 设备 将调 用相 关 脚 本 完成 系统 参数 的
ｃｅ ｔ ，当 其上 电运 行 后 向固定 端 口发 送 ｓ ｃｅ 请 求 ，若 服 配 置 ，若 配置 成 功则 发送 ｌ 置成 功 命令 ；若 未 成 功 ，则重 新 ｌｎ端 ｉ ｏｋｔ Ｐ配
我们 将 围绕 这两种 方式 进 行进 ～步 的讨论 。
ArmLinux下DMA数据同步传输机制及实现
１ 系统 硬件 结 构
次传输 。
系 统硬件部分主要 由Ｃ Ｃ Ｄ 探 测器 、 驱动 电路 、 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 图像数 ４ 同步 传输 机制 据处理电路、 Ａ Ｒ Ｍ 嵌入式系统、 电源电路及其他接 口电路组成。 系统 上电之后， Ｃ Ｃ Ｄ 采集一 帧图像数据， 并通过Ｅ Ｉ Ｎ Ｔ Ｉ 向Ａ Ｒ Ｍ 系统结构图如 图１ 所 示。 发起 数据准备好 中断请求 ， 在一定 时间之后， 采集 第二帧图像 数据 （ 图２ 左） 。 用户空间的应 用程序循环发起读命令， 但 这时，
２ Ｆ Ｐ ＧＡ 与ＡＲ Ｍ之 间 的接 口
Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 形成 ２ ０ 位地址总线， 分 别 连接 在 Ａ Ｒ Ｍ 处理 器的Ａ ０ ～ Ａ ２ ０ ， １ ６ 位数 据总线分别连 接
在Ａ Ｒ Ｍ 的Ｄ Ｏ — Ｄ １ ５ ， 中 断信 号连 接 在 Ａ Ｒ Ｍ 处理器
Ｌ ＜
嘉
驱 Ｆ Ｐ ＧＡ
需要等待Ｄ Ｍ Ａ 传输 结束 才将数据从 内核空间传 递到用户空间。
ＡＲＭ ＬＣ Ｄ 嵌 入 式 显 示 系统 屏
Ｃ Ｃ Ｄ
动 电 路
数 据 处 理 电 路
因此 ， 应 用程序发起读命令之后就会 阻塞 ， 直 到数 据准备好。 此 时， Ａ Ｒ Ｍ 检测 到外部 中断Ｅ Ｉ Ｎ Ｔ １ 信号有效 （ 表 示Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 已经准 备 好一帧数据 ） ， 内核启动Ｄ Ｍ Ａ 传输， 当传 输结束之后， 向Ａ Ｒ Ｍ 发出 Ｄ Ｍ Ａ 传输 结束 中断。 这时， 应用程序 的阻塞状 态得到解 除， 将内 核空间的这一帧图像数据取走 （ 图２ 右） 。 流程如图２ 所示： 可 以看 到， 每 次用户空间的读命令， 都会取 到一帧完整 的 图像数据 ， 否则， 程 序就会等待 （ 或阻塞）， 直到一帧完整 的数 据复￥ Ｊ ｆ Ｎ用户空间。
嵌入式Arm—Linux系统的网卡驱动程序的分析与实现
一一一 Ⅺ 一
甜
包 括 实 际 的设 备 （ 网卡 ） 虚 拟 设 备 （ 虚 拟 局 域 如 和 如
网） 。网络设 备可 分为 不 同的类 型 ， 以太 网 和令 牌 环 如
作 。 因此 ， 编写驱 动程序 ， 要 首先 要对设 备具 有准确 的
ａ ａ ｙ ｉ ｇ ｈ Ｌｉ ｕ ｎ ｔ ｒ ｄ ｉ ｅ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｎ ａ ｄ ｅ ｌ ｉ ｇ ｈ ｗｏ ｋ ｎ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｎ ｋ ｙ ｎ ｌ ｚ ｎ ｔ ｅ ｎ ｘ ｅ ｗｏ ｋ ｒｖ ｒ ｔ ｕ ｔ ｒ ，ｒ ｓ ａ ｃ ｉ ｇ ｎ ｒ ａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｚ ｒ ｉ ｇ ｒｎ ｉ ｌ ａ ｄ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｆ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉｓ ｏ Ａｒ Ｌｉ ｕ ｅ ｗｏ ｋ ｄ ｖ ｃ ｍ ａ ｉ ｇ ｏ ｔ ｅ ｅ ａ ｍｐ ｒ ａ ｔ ｐ ｒ ｓ ｏ ｅ ｅ ａ ｎ ｔ ｒ ｒｖ ｒ ｍ－ ｎ ｘ ｎ ｔ ｒ ｅ ｉｅ， ｋ ｎ ｕ ｓ ｖ ｒ ｌ ｉ ｏ ｔ ｎ ａ ｔ ｆ ｇ ｎ ｒ ｌ ｅ ｗｏ ｋ ｄ ｉ ｅ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ， ｉ ｈ ｉ ｃ ｕ ｅ ｔ ｅ ｄ ｖｃ ｅ ｉｔ ａ ｉ ｎ，Ｉ ｉ ａ ｉｉ ｇ ｅ ｃ ｅ ｉ ｅ ｔ ｕ ｔ ｒ ｗｈ ｃ ｎ ｌ ｄ ｈ ｅ ｉｅ ｒ ｇ ｓ ｒ ｔｏ ｎ ｔ ｌ ｎ ａ ｈ ｄ ｖ ｃ ，ｍｏ ｕ ｅ ｕ ｌ ａ ｉ ｇ，ｔ ｅｄ ｖｃ ｔ ｏ ｓ ｉ ｚ ｄ ｌ ｎ ｏ ｄ ｎ ｈ ｅ ｉｅ ｍｅ ｈ ｄ （ ｐ ｎ， ｔ ｐ， ｅ ｄ ｎ ｎ ｅ ｅｖ ｎ ） Ｉ ｄ ｉｉ ｎ，ｉ ｔ ｒ ｕ ｔｏ ｓ ｉ ｔ ｏ ｕ ｅ ｏ ｅ ｐ ａ ｎ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｅ ｅ ｖ ｎ ｏ ｅ ｓ ｏ ｓ ｎ ｉ ｇ ａ ｄ ｒ ｃ ｉ ｉ ｇ ． ｎ ａ ｄ ｔｏ ｎ ｅ ｒ ｐ ｉｎ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ｘ ｌｉ ｈ ｒ ｃ ｓ ｆｒ ｃ ｉｉ ｇ ｉ ｆ ｒ ｔ ｎ Ｆ ｎ ｌ ｒ ｖ ｄ ｅ ｗｏ ｋ ｉ ｔ ｒ ａ ｅ ｓ ａ ｄ ｒ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｒ ｅ ． ｎ ｏ ｍａ ｉ ． ｉ ａ ｌ ｗｅ ｐ ｏ ｉ ｅ ａ ｎ ｔ ｒ ｎ ｅ ｆ ｃ ｔ ｎ ａ ｄ， ａ ｅ ｎ Ｅｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｙ Ｋｅ ｒ ｓ ｎ ｔ ｒ ｅ ｉｅ ｄ ｉ ｅ ， ｍｂ ｄ ｅ ｏ ｔ ｒ Ａｒ — ｉ ｕ ＣＳ ９ ０ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｗｏ ｋ ｄ ｖ ｃ ｒ ｒ ｅ ｅ ｄ ｄ ｓ ｆｗａ ｅ， ｍ Ｌ ｎ ｘ， ８ ０ ｖ
ARMlinux启动分析-Nathan.Yu的专栏-CSDN博客
ARMlinux启动分析-Nathan.Yu的专栏-CSDN博客linux启动分析(1)---bootloader启动内核过程我分析的是2.4.19的内核版本，是xscale的平台，参考了网上很多有价值的帖子，也加入了自己的一些看法，陆续总结成文字，今天是第一篇：内核一般是由bootloader来引导的，通过bootloader启动内核一般要传递三个参数，第一个参数放在寄存器0中，一般都为0，r0 = 0；第二个参数放在寄存器1中，是机器类型id，r1 = Machine Type Number；第三个参数放在寄存器2中，是启动参数标记列表在ram中的起始基地址；bootloader首先要将ramdisk（如果有）和内核拷贝到ram当中，然后可以通过c语言的模式启动内核：void (*startkernel)(int zero, int arch, unsigned int params_addr) = (void(*)(int, int, unsigned int))KERNEL_RAM_BASE;startkernel(0, ARCH_NUMBER, (unsigned int)kernel_params_start);其中KERNEL_RAM_BASE为内核在ram中启动的地址，ARCH_NUMBER是Machine Type Number，kernel_params_start 是参数在ram的偏移地址。
这时候就将全力交给了内核。
linux启动分析(2)---内核启动地址的确定内核编译链接过程是依靠vmlinux.lds文件，以arm为例vmlinux.lds文件位于kernel/arch/arm/vmlinux.lds，但是该文件是由vmlinux-armv.lds.in生成的，根据编译选项的不同源文件还可以是vmlinux-armo.lds.in，vmlinux-armv-xip.lds.in。
系统调用的实现原理【转】
系统调⽤的实现原理【转】在看《unix/linux编程实践教程》时，忽然意识到，系统调⽤是如何实现的？在实际编程中，往往是调⽤相关的函数，⽐如open（），read（）等等。
但是调⽤这些函数怎么可能让程序的运⾏在⽤户空间和内核空间切换呢？看了下⾯的⽂章，才知道怎么回事。
让我想到了《计算机组成原理》中讲到的东西。
原⽂地址：系统调⽤1什么是系统调⽤系统调⽤，顾名思义，说的是操作系统提供给⽤户程序调⽤的⼀组“特殊”接⼝。
⽤户程序可以通过这组“特殊”接⼝来获得操作系统内核提供的服务，⽐如⽤户可以通过⽂件系统相关的调⽤请求系统打开⽂件、关闭⽂件或读写⽂件，可以通过时钟相关的系统调⽤获得系统时间或设置定时器等。
从逻辑上来说，系统调⽤可被看成是⼀个内核与⽤户空间程序交互的接⼝——它好⽐⼀个中间⼈，把⽤户进程的请求传达给内核，待内核把请求处理完毕后再将处理结果送回给⽤户空间。
系统服务之所以需要通过系统调⽤来提供给⽤户空间的根本原因是为了对系统进⾏“保护”，因为我们知道Linux的运⾏空间分为内核空间与⽤户空间，它们各⾃运⾏在不同的级别中，逻辑上相互隔离。
所以⽤户进程在通常情况下不允许访问内核数据，也⽆法使⽤内核函数，它们只能在⽤户空间操作⽤户数据，调⽤⽤户空间函数。
⽐如我们熟悉的“hello world”程序（执⾏时）就是标准的⽤户空间进程，它使⽤的打印函数printf就属于⽤户空间函数，打印的字符“hello word”字符串也属于⽤户空间数据。
但是很多情况下，⽤户进程需要获得系统服务（调⽤系统程序），这时就必须利⽤系统提供给⽤户的“特殊接⼝”——系统调⽤了，它的特殊性主要在于规定了⽤户进程进⼊内核的具体位置；换句话说，⽤户访问内核的路径是事先规定好的，只能从规定位置进⼊内核，⽽不准许肆意跳⼊内核。
有了这样的陷⼊内核的统⼀访问路径限制才能保证内核安全⽆虞。
我们可以形象地描述这种机制：作为⼀个游客，你可以买票要求进⼊野⽣动物园，但你必须⽼⽼实实地坐在观光车上，按照规定的路线观光游览。
Linux系统调用_详细全过程
system_call片段（续） system_call片段（续）
nobadsys:
… #调用系统调 call *sys_call_table(,%eax,4) #调用系统调 用表中调用号为eax 用表中调用号为eax的系统调用例程 eax的系统调用例程 #将返回值存入堆栈 堆栈中 movl %eax,EAX(%esp) #将返回值存入堆栈中 Jmp ret_from_sys_call
优点
编程容易， 编程容易，从硬件设备的低级编程中解脱出来 提高了系统的安全性， 提高了系统的安全性，可以先检查请求的正确性
5.1 Linux系统调用-功能 系统调用系统调用
用户程序 . . . . 系统调用 . . . .
陷入处理机构 1)保护处理 机现场 2)取系统调 用功能号并 寻找子程序 入口 3)恢复处理 机现场并返 回 入口地址表 A0 A2 ... Ai ... An
系统调用 服务例程
system_call()片段 system_call()片段
…
pushl %eax /*将系统调用号压栈* /*将系统调用号压栈*/ SAVE_ALL ... /*检查系统调用号 cmpl$(NR_syscalls), %eax /*检查系统调用号 Jb nobadsys $(/*堆栈中的eax eax设置为Movl $(-ENOSYS), 24(%esp) /*堆栈中的eax设置为ENOSYS， ENOSYS， 作为返回值 Jmp ret_from_sys_call
Linux系统调用-功能 系统调用系统调用
系统调用是用户态进入内核态的唯一入口：一夫 系统调用是用户态进入内核态的唯一入口： 当关，万夫莫开。常用系统调用： 当关，万夫莫开。常用系统调用：
linux多核运行原理
linux多核运行原理Linux是一个开源的操作系统内核，它的设计理念之一就是支持多核处理器。
多核处理器是一种在一个芯片上集成多个处理核心的处理器，它能够在同一个时间周期内执行多个线程，从而提高系统的处理能力和性能。
Linux多核运行原理主要包括进程调度、多线程并发执行和内核同步等几个方面。
1.进程调度：在Linux中，进程是系统中资源分配和执行的基本单位。
当系统中有多个进程需要运行时，Linux内核通过进程调度器来选择下一个要运行的进程。
进程调度器负责决定将进程分配给哪个核心进行执行，以实现负载均衡和提高系统性能。
2.多线程并发执行：Linux支持多线程并发执行，这意味着多个线程可以在同一个进程中同时执行。
多线程可以提高程序的并发性和响应性能。
在多核系统中，每个处理核心可以同时执行一个或多个线程，从而实现并行计算。
Linux创建线程的原理是通过在进程中创建多个轻量级的执行单元，每个线程独立执行自己的代码段，并共享相同的数据段和进程资源。
线程之间通过同步机制（如互斥锁、条件变量等）来保证数据的一致性和正确性。
3.内核同步：多核系统中，多个核心可以同时访问共享内存，因此需要采取适当的同步机制来保证数据的一致性和正确性。
Linux采用了多种同步原语来实现内核同步。
其中，最常用的是自旋锁和互斥锁。
自旋锁是一种忙等待锁的机制，在一个核心获得锁的同时，其他核心将循环等待直到锁被释放。
互斥锁则是一种阻塞等待锁的机制，当一个核心尝试获取锁时，如果锁已经被其他核心占用，则该核心会被阻塞，直到锁被释放。
此外，Linux还提供了信号量、条件变量、读写锁等同步原语，以满足不同场景下的同步需求。
总的来说，Linux多核运行原理通过进程调度、多线程并发执行和内核同步等机制，充分利用多核处理器的计算能力和资源，提高系统的性能和响应性能。
这也是为什么Linux在服务器领域和高性能计算领域得到广泛应用的原因。
Linux系统调用
Linux系统调⽤所谓系统调⽤是指操作系统提供给⽤户程序调⽤的⼀组“特殊”接⼝，⽤户程序可以通过这组“特殊”接⼝来获得操作系统内核提供的服务。
例如⽤户可以通过进程控制相关的系统调⽤来创建进程、实现进程调度、进程管理等。
在这⾥，为什么⽤户程序不能直接访问系统内核提供的服务呢？这是由于在 Linux 中，为了更好地保护内核空间，将程序的运⾏空间分为内核空间和⽤户空间（也就是常称的内核态和⽤户态），它们分别运⾏在不同的级别上，在逻辑上是相互隔离的。
因此，⽤户进程在通常情况下不允许访问内核数据，也⽆法使⽤内核函数，它们只能在⽤户空间操作⽤户数据，调⽤⽤户空间的函数。
但是，在有些情况下，⽤户空间的进程需要获得⼀定的系统服务（调⽤内核空间程序），这时操作系统就必须利⽤系统提供给⽤户的“特殊接⼝”——系统调⽤规定⽤户进程进⼊内核空间的具体位置。
进⾏系统调⽤时，程序运⾏空间需要从⽤户空间进⼊内核空间，处理完后再返回到⽤户空间。
Linux 系统调⽤部分是⾮常精简的系统调⽤（只有 250 个左右），它继承了 UNIX 系统调⽤中最基本和最有⽤的部分。
这些系统调⽤按照功能逻辑⼤致可分为进程控制、进程间通信、⽂件系统控制、系统控制、存储管理、⽹络管理、socket 控制、⽤户管理等⼏类。
在 Linux 中对⽬录和设备的操作都等同于⽂件的操作，因此，⼤⼤简化了系统对不同设备的处理，提⾼了效率。
Linux 中的⽂件主要分为 4种：普通⽂件、⽬录⽂件、链接⽂件和设备⽂件。
那么，内核如何区分和引⽤特定的⽂件呢？这⾥⽤到的就是⼀个重要的概念——⽂件描述符。
对于 Linux ⽽⾔，所有对设备和⽂件的操作都使⽤⽂件描述符来进⾏的。
⽂件描述符是⼀个⾮负的整数，它是⼀个索引值，并指向内核中每个进程打开⽂件的记录表。
当打开⼀个现存⽂件或创建⼀个新⽂件时，内核就向进程返回⼀个⽂件描述符；当需要读写⽂件时，也需要把⽂件描述符作为参数传递给相应的函数。
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ARMlinux系统调用的实现原理十
ARM linux系统调用的实现原理
作者：刘洪涛华清远见嵌进式中心讲师。
大家都知道linux的应用程序要想访问内核必须使用系统调用从而实现从usr模式转到svc模式。
下面咱们看看它的实现过程。
系统调用是os操纵系统提的服务用户程序通过各种系统调用来引用内核提的各种服务系统调用的执行让用户程序陷进内核该陷进动作由swi 软中断完成。
at91rm9200处理器对应的linux2.4.19内核系统调用对应的软中断定义如下:
#if defined(__thumb__) //thumb模式
#define __syscall(name) \
"ush {r7}\n\t" \
"mov r7 #" __sys1(__NR_##name) "\n\t" \
"swi 0\n\t" \
"o {r7}"
#else //ARM模式
#define __syscall(name) "swi\t" __sys1(__NR_##name) "\n\t"
#endif
#define __sys2(x) #x
#define __sys1(x) __sys2(x)
#define __NR_SYSCALL_BASE 0x900000 //此为OS_NUMBER << 20运算值
#define __NR_oen (__NR_SYSCALL_BASE+ 5) //0x900005
举一个例子来说:oen系统调用库函数终极会调用__syscall(oen)宏之后为swi #__NR_oen即swi #0x900005触发中断中断号0x900005存放在[lr#-4]中处理器跳转到arch/arm/kernel/entry-commON.S中vector_swi读取[lr#-4]中的中断号之后查询arch/arm/kernel/entry-common.S中的sys_call_table 系统调用表该表内容在arch/arm/kernel/calls.S中定义__NR_oen在表中对应的顺序号为
__syscall_STart:
...
.long SYMBOL_NAME(sys_oen) //第5个
...
将sys_call_table[5]中内容传给c系统进进sys_oen函数处理实质的oen
动作
注:用到的一些函数数据所在文件如下所示
arch/arm/kernel/calls.S声明了系统调用函数
include/asm-arm/unistd.h定义了系统调用的调用号规则
vector_swi定义在arch/arm/kernel/entry-common.S
vector_IRQ定义在arch/arm/kernel/entry-armv.S
vector_FIQ定义在arch/arm/kernel/entry-armv.S
arch/arm/kernel/entry-common.S中对sys_call_table进行了定义: .tye sys_call_table #object
ENTRY(sys_call_table)
#include "calls.S" //将calls.S中的内容顺序链接到这里
源程序：
ENTRY(vector_swi)
save_user_regs
zero_f
get_scno //将[lr#-4]中的中断号转储到scno(r7) arm710_bug_check scno i
#ifdef CONFIG_ALIGNMENT_TRA
ldr i __cr_alignment
ldr i [i]
mcr 15 0 i c1 c0 udate control register #endif
enable_irq i
str r4 [s #-S_OFF]! ush fifth arg
get_current_task tsk
ldr i [tsk #TSK_TRACE] check for syscall tracing
bic scno sc
no #0xff000000 mask off SWI o-code //#define OS_NUMBER 9[entry-header.S]
//所以对于上面示例中oen系统调用号scno=0x900005
//eor scnoscno#0x900000
//之后scno=0x05
eor scno scno #OS_NUMBER << 20 check OS number //sys_call_table项为calls.S的内容
adr tbl sys_call_table load syscall table ointer
tst i #T_TRACESYS are we tracing syscalls?
bne __sys_trace
adrsvc al lr ret_fast_syscall return address
cm scno #NR_syscalls check uer syscall limit
//执行sys_oen函数
ldrcc c [tbl scno lsl #2] call sys_* routine
add r1 s #S_OFF
2: mov why #0 no longer a real syscall
cm scno #ARMSWI_OFFSET
eor r0 scno #OS_NUMBER << 20 ut OS number back bcs SYMBOL_NAME(arm_syscall)
b SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall) not rivate func
/*
* This is the really slow ath. We're going to be doing
* context switches and waiting for our arent to resond.
*/
__sys_trace:
add r1 s #S_OFF
mov r0 #0 trace entry [I = 0]
bl SYMBOL_NAME(syscall_trace)
/*
//2007-07-01 gliethtt [entry-header.S]
//Like adr but force SVC mode (if required)
.macro adrsvc cond reg label
adr\cond \reg \label
.endm
//对应反汇编:
//add lr c #16 ; lr = __sys_trace_return
*/
adrsvc al lr __sys_trace_return return address
add r1 s #S_R0 + S_OFF ointer to regs
cm scno #NR_syscalls check uer syscall limit ldmccia r1 {r0 - r3} have to reload r0 - r3 ldrcc c [tbl scno lsl #2] call sys_* routine
b 2b
__sys_trace_return:
str r0 [s #S_R0 + S_OFF]! save returned r0 mov r1 s
mov r0 #1 trace exit [I = 1]
bl SYMBOL_NAME(syscall_trace)
b ret_disable_irq
.align 5
#ifdef CONFIG_ALIGNMENT_TRA
.tye __cr_alignment #object
__cr_alignment:
.word SYMBOL_NAME(cr_alignment)
#endif
.tye sys_call_table #object
ENTRY(sys_call_table)
#include "calls.S"
“本文由华清远见htt:///index.htm提”
:华清远见。