内核子系统及链表

内核子系统及链表

内存管理子系统

1.作用：将虚拟内存映射到物理内存

2.方法：每一个进程都有2^x大小的虚拟内存（x为机器字长位）以下x=32

ar3+页目录（10位）+页表（10位）+页偏移指针（12位）映射到物理 内存

3.虚拟内存分布：0-3G为用户空间，3-4G为内核空间，直接映射：3-3G+896M， 直接映射对应的物理内存，物理地址就是3G后面的地址。vmalloc区：既可 以访问低端直接映射区，也可以访问高端映射区。永久映射区：只可以访问 高端物理地址。固定映射区：寄存器地址。

4.内存申请：用户空间应用：malloc,vmalloc申请一段内存时，分配的是虚拟地址，为与物理地址建立联系，只有当去访问这个虚拟地址，系统才会通过缺页异常的方式与物理内存建立实在的联系。

内核程序:Kmalloc,申请空间时，与物理空间直接建立联系。预先分配的，在一开始就有分配一个物理内存池，使用函数的时候，将内存池中的内存拿出来建立联系。

5.虚拟内存，物理内存，磁盘的关系：虚拟内存先被应用分配，当被访问时才与物理内存建立联系，每一个进程都有4G的虚拟内存，但是他们访问的是同一个物理内存（DRAM），当一个虚拟内存首次被建立联系时，①发现对应的物理内存被占用，则进行缺页异常，重新找一块空闲的内存进行联系。②当发现物理内存已满时候，将相应的物理内存页写入磁盘（硬盘），将物理内存进行覆盖写入。

进程管理子系统

1. 进程的定义：有独立的4G空间的运行程序
2. 三种状态：就绪，阻塞，运行，只有就绪态能切换到运行，阻塞得先到就绪
3. 被管理的方式： task_struct 数据结构（进程控制块），每一个进程对应一个这样的结构体，里面存储了进程的所有信息。比如进程ID啥的
4. 进程调度分为：调度策略，调度时机，调度步骤

调度策略：SCHED_NORMAL(SCHED_OTHER): 普通的分时进程

SCHED_FIFO : 先入先出的实时进程

SCHED_RR ： 时间片轮转的实时进程

SCHED_RR ： 时间片轮转的实时进程

SCHED_BATCH: 批处理进程

SCHED_IDLE:  只在系统空闲时才能够被调度执行

调度时机：即函数schedule()什么时候被调度  

调度步骤：即内核函数schedule()做了什么

1). 清理当前运行中的进程

2). 选择下一 个要运行的进程

3). 设置新进程的运行环境

4). 进程上下文切换

内核链表

1.内核链表只对指针域进行插入删除和查找操作。如果需要访问节点的内容，需要将节点的指针域转换成节点的地址，然后再访问其成员变量。

内核中用来管理内核链表的节点域。

struct list_head

{ struct list_head *next, *prev; };

INIT_LIST_HEAD:创建链表  

list_add ：在链表头插入节点

list_add_tail ：在链表尾插入节点

list_del： ： 删除节点

list_entry ：取出节点

list_for_each：遍历链表

内核调用

1. 在一个内核文件中实现函数功能sys_pk。只要是内核C文件就可以。
2. 在对应的arch/arm/kernel/calls.S对应位置的最后加上CALL(sys_pk)和arch/arm/include/asm/unistd.h文件对应位置的最后加上#define __NR_pk  (__NR_SYSCALL_BASE+num（上一个数字加1）)将函数的对应的的swi软中断的R7寄存器的函数编码注册好。这个函数编码到时候在应用层作为参数传入，就能找到对用的内核函数。重新编译烧写内核。
3. 在应用层调用统一的内核函数接口，同时传入内核函数对应的函数编码。应用层就能找到对应的内核函数实现系统调用。应用层示例：

void pk()

{

    __asm__ (

    "ldr r7,=363 n" //363为内核函数注册时的编号

    "swi n"

    :

    :

    :"memory");

}

void main()

{

    pk(); //此处调用pk和调用read等系统函数是一样的流程

}