第5章 ARMLinux内核VIP专享VIP免费

ARMLinux内核提纲1.ARM系统结构简介2.ARM-Linux内存管理3.ARM-Linux的中断响应和处理4.ARM-Linux系统调用5.系统的启动和初始化6.ARM-Linux进程管理和调度7.Linux的模块机制1.ARM系统结构简介ARM有7种运行状态:用户状态（User）中断状态（IRQ,ImterruptRequest）快中断状态（FIQ,FastImterruptRequest）监管状态（Supervisor）终止状态（Abort）无定义状态（Undefined）系统状态（System）ARM系统结构中各个寄存器的使用方式寄存器使用方式程序计数器pc（r15）由所有运行状态共用通用寄存器r0-r7由所有运行状态共用通用寄存器r8-r12除快中断以外所有其他运行状态共用（快中断状态有自己专用的r8-r12）当前程序状态寄存器CPSR由所有运行状态共用保存程序状态寄存器SPSR除用户状态以外的6种运行状态，各有自己的保存程序状态寄存器SPSR堆栈指针sp（r13）和链接寄存器lr（r14）7种运行状态各有自己的sp和lr2ARM-Linux内存管理存储管理是一个很大的范畴存储管理机制的实现和具体的CPU以及MMU的结构关系非常紧密操作系统内核的复杂性相当程度上来自内存管理，对整个系统的结构有着根本性的深远影响2.1内存管理和MMUMMU，也就是“内存管理单元”，其主要作用是两个方面：地址映射对地址访问的保护和限制MMU可以做在芯片中，也可以作为协处理器2.2冯·诺依曼结构和哈佛结构冯·诺依曼结构：程序只是一种数据，对程序也可以像对数据一样加以处理，并且可以和数据存储在同一个存储器中嵌入式系统中往往采用程序和数据两个存储器、两条总线的系统结构，称为“哈佛结构”2.3ARM存储管理机制ARM系统结构中，地址映射可以是单层的按“段（section）”映射，也可以是二层的页面映射采用单层的段映射的时候，内存中有个“段映射表”，当CPU访问内存的时候：其32位虚地址的高12位用作访问段映射表的下标，从表中找到相应的表项每个表项提供一个12位的物理段地址，以及对这个段的访问许可标志，将这12位物理段地址和虚拟地址中的低20位拼接在一起，就得到了32位的物理地址如果采用页面映射，“段映射表”就成了“首层页面映射表”，映射的过程如下：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。凡是支持虚存的CPU必须为有关的映射表提供高速缓存，使地址映射的过程在不访问内存的前提下完成，用于这个目的高速缓存称为TLB高速缓存ARM系统结构中配备了两个地址映射TLB和两个高速缓存ARM处理器中，MMU是作为协处理器CP15的一部分实现的MMU相关的最主要的寄存器有三个：控制寄存器，控制MMU的开关、高速缓存的开关、写缓冲区的开关等地址转换表基地址寄存器域访问控制寄存器控制寄存器中有S位（表示System）和R位（表示ROM），用于决定了CPU在当前运行状态下对目标段或者页面的访问权限：SRCPU运行在特权状态CPU运行在用户状态00不能访问不能访问10只读不能访问01只读只读11不确定不确定2.4ARM-Linux存储机制的建立ARM-Linux内核也将这4GB虚拟地址空间分为两个部分，系统空间和用户空间ARM将I/O也放在内存地址空间中，所以系统空间的一部分虚拟地址不是映射到物理内存，而是映射到一些I/O设备的地址ARM处理器上的实现和x86的既相似又有很多不同：在ARM处理器上，如果整个段（1MB，并且和1MB边界对齐）都有映射，就采用单层映射；而在x86上总是采用二层映射ARM处理器上所谓的“段（section）”是固定长度的，实质上就是超大型的页面；而x86上的“段（segment）”则是不定长的Linux在启动初始化的时候依次调用：start_kernel()>setup_arch()>pageing_init()>memtable_init()>create_mapping()Xsbase255开发系统存储管理的描述数据结构：staticstructmap_descxsbase255_io_desc[]__initdata={/*virtualphysicallengthdomain...