【正文】 } 注意：不是printf 82 GCC內(nèi)嵌式匯編語言簡(jiǎn)介（ 1/3） ?GCC的內(nèi)嵌式匯編語言提供了一種在 C語言源程序中直接嵌入?yún)R編指令的方法，既能夠直接控制所形成的指令序列，又有著與 C語言的良好接口，在操作系統(tǒng)內(nèi)核的開發(fā)中是一種常用技術(shù)。 printf(start hello\n)。 ?遞歸資源訪問：如遞歸調(diào)用包含獲取信號(hào)量的函數(shù)體 ?安全刪除問題：已獲取信號(hào)量的任務(wù)不被意外刪除 ? 計(jì)數(shù)信號(hào)量（ counting）：控制共享資源的多個(gè)實(shí)例。 ? 證明：采用交換法思路 ? 假設(shè)一個(gè)任務(wù)集 S采用其他靜態(tài)優(yōu)先級(jí)算法可以調(diào)度，設(shè) ti和 tj是其中兩個(gè)優(yōu)先級(jí)相鄰的任務(wù)， Ti Tj，而 Pi Pj，將 ti和 tj的優(yōu)先級(jí)互換，可以證明這時(shí) S仍然可以調(diào)度： ?交換這兩個(gè)任務(wù)優(yōu)先級(jí)，不會(huì)影響其它任務(wù)的完成時(shí)間； ?Tj執(zhí)行時(shí)間提前，因而必定不會(huì)超過截止時(shí)間； ?Ti的執(zhí)行時(shí)間＝高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間＋ tj執(zhí)行時(shí)間＋ ti執(zhí)行時(shí)間 Tj Ti，因而， Ti執(zhí)行也不會(huì)超過截止時(shí)間。 ? 典型內(nèi)核可靠性增強(qiáng)技術(shù)： ? 內(nèi)存釋放清理 ? 冗余內(nèi)存分配 ? 內(nèi)存冗余編碼 ? 內(nèi)存保護(hù)增強(qiáng) ? 看門狗支持增強(qiáng) 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核的可靠性 45 ? 每一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)提供的應(yīng)用編程接口（系統(tǒng)調(diào)用）的功能和種類都不相同，種類越多、功能越強(qiáng)越好。 提高內(nèi)核實(shí)時(shí)性的方法－存儲(chǔ)管理機(jī)制 38 ? 資源有限等待 ：任務(wù)沒能獲得需要的資源會(huì)被阻塞。 if ( current_state amp。 ?Palm OS的最大優(yōu)點(diǎn) ? 簡(jiǎn)單易用 ? 占用系統(tǒng)資源少 1996PalmPilot 1000 2022handera 330 2022Palm Pre 21 新一代嵌入式操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介－ WebOS（ 1/2） ?WebOS－互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng) ? WebOS概念最早由 Syracuse大學(xué)（雪城大學(xué)）的 1995年提出，當(dāng)時(shí)稱之為 WebWindows ? WebOS是運(yùn)行在瀏覽器中的虛擬操作系統(tǒng) ? 能夠在 WebOS中打開應(yīng)用程序（執(zhí)行 Web服務(wù)） ? 提供了 WebOS API，能夠根據(jù) WebOS API進(jìn)行編程 ?WebOS的功能 ? 通過瀏覽器，在 WebOS上運(yùn)用基于 Web的各種在線應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)上的各種操作，包括：文檔的存儲(chǔ)、編輯、媒體播放、地圖應(yīng)用、即時(shí)通訊等等。 14 開源的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)－ ThreadX ? ThreadX是一款強(qiáng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，以內(nèi)核?。ㄗ钚?nèi)核為 2K，最小 RAM 500byte）、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、高可靠性、源代碼開放，免收產(chǎn)品版權(quán)費(fèi)而聞名。 ? 系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)突出 ? 內(nèi)核服務(wù)優(yōu)化，系統(tǒng)調(diào)用的開銷降至最小。 7 嵌入式操作系統(tǒng)概述－發(fā)展階段（ 4/4） ? 二十世紀(jì)末，出現(xiàn)了以 Integrity為代表的第三代系統(tǒng)，進(jìn)一步在實(shí)時(shí)性、高可靠性、高可用性等方面提供了強(qiáng)有力的支持。尤其是處于核心地位的操作系統(tǒng)。 ? 2022年 2月，諾基亞在英國倫敦宣布與微軟達(dá)成戰(zhàn)略合作關(guān)系。 States_Control current_state。 } } } _ISR_Enable( level )。 ISR在響應(yīng)中斷時(shí)立即調(diào)用， DSR由 ISR發(fā)出請(qǐng)求后調(diào)用。 實(shí)時(shí)內(nèi)核基本功能－任務(wù)調(diào)度 50 ?在實(shí)時(shí)任務(wù)搶占式調(diào)度算法中，根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)確定時(shí)機(jī)，實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度算法可分為靜態(tài)調(diào)度和動(dòng)態(tài)調(diào)度兩類。lock, amp。 ? 庫函數(shù)與操作系統(tǒng)內(nèi)核提供的系統(tǒng)調(diào)用關(guān)系，可分為如下三類： ? 1： 0，如： strcpy、 strcmp、 strstr等； ? 1： 1，如： printf、 fopen、 fread等 ? 1： n printf() … write() … 應(yīng)用軟件 sys_write() C運(yùn)行庫 操作系統(tǒng)內(nèi)核 用戶級(jí)別 特權(quán)級(jí)別 70 ARMLINUX系統(tǒng)調(diào)用原理 printf() … write()… 應(yīng)用軟件 sys_write C運(yùn)行庫 操作系統(tǒng)內(nèi)核 用戶級(jí)別 特權(quán)級(jí)別 軟中斷指令 swi ?系統(tǒng)調(diào)用號(hào) ?系統(tǒng)調(diào)用參數(shù) 系統(tǒng)調(diào)用 映射表 71 兩個(gè)問題－問題 2 問題 2：從應(yīng)用程序訪問系統(tǒng)調(diào)用方法有哪些？ 答案： 由庫函數(shù)訪問系統(tǒng)調(diào)用 通過匯編訪問系統(tǒng)調(diào)用 72 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉系統(tǒng)調(diào)用原理 熟悉 ARMLinux系統(tǒng)調(diào)用擴(kuò)展方法 熟悉操作系統(tǒng)內(nèi)核編譯方法 熟悉通過匯編訪問系統(tǒng)調(diào)用方法 73 實(shí)驗(yàn)三內(nèi)容清單 創(chuàng)建和使用不帶參數(shù)的系統(tǒng)調(diào)用 （ 必做 ） 創(chuàng)建和使用帶 1個(gè)參數(shù)的系統(tǒng)調(diào)用（ 必做 ） 創(chuàng)建和使用帶 5個(gè)參數(shù)的系統(tǒng)調(diào)用（ 必做 ） 創(chuàng)建和使用帶 6個(gè)參數(shù)的系統(tǒng)調(diào)用（ 選做 ） 74 必做一 創(chuàng)建不帶參數(shù)的系統(tǒng)調(diào)用（ 1/4） 在 arch/arm/kernel/目錄下創(chuàng)建一個(gè)新的文件 在 arch/arm/kernel/ 中添加新的系統(tǒng)調(diào)用，新的系統(tǒng)調(diào)用號(hào) 0x900000+226 void hello(void) { printk(“hello world\n”)。 a = a b。 void main() { __asm__ ( “cld \n\t” “rep \n\t” “stosl” : :”c”(count),”a”(value),”D”(buf[0]) :”%ecx”,“%eax”,”%edi” )。 } 操作系統(tǒng)內(nèi)核編程風(fēng)格說明－ define中的 do {}while(0)作用（ 1/2） 80 在宏定義中的 do{}while(0)結(jié)構(gòu)將宏定義中的多條執(zhí)行語句進(jìn)行了保護(hù)，可以確保語句的模塊化： define SWAP(a, b) do { a = a + b。 ? 內(nèi)核可提供的擴(kuò)展點(diǎn)包括： ? 任務(wù)創(chuàng)建、任務(wù)啟動(dòng)、任務(wù)刪除、任務(wù)上下文切換、任務(wù)退出 ? 例如：在任務(wù)上下文切換時(shí)擴(kuò)展增加功能 實(shí)時(shí)內(nèi)核基本功能－用戶擴(kuò)展管理 taskSwitchTable 函數(shù)指針 4 函數(shù)指針 3 函數(shù)指針 2 函數(shù)指針 1 switchTasks: 。 實(shí)時(shí)內(nèi)核基本功能－中斷管理 59 實(shí)時(shí)內(nèi)核基本功能－共享資源互斥 ? 實(shí)現(xiàn)共享資源互斥的方法很多，不同之處在于互斥的影響范圍和程度不同，常用的方法包括： ?關(guān)中斷：互斥力度最強(qiáng)，但可能降低系統(tǒng)實(shí)時(shí)性 ?測(cè)試并置位指令：利用某個(gè)全局變量判斷資源互斥 ?禁止任務(wù)搶占：對(duì)任務(wù)調(diào)度上鎖，但不禁止中斷 ?使用信號(hào)量：對(duì)共享資源上鎖，比關(guān)中斷、禁止任務(wù)搶占粒度更精細(xì) lock = 0； key = 1。 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的安全性認(rèn)證 47 課程大綱 ? 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)概況 ? 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)特點(diǎn) ? 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介 ? ARMLinux嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核實(shí)驗(yàn) 48 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核基本功能 ?嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核的基本功能 ? 實(shí)時(shí)多任務(wù)管理 ? 中斷與異常管理 ? 共享資源互斥管理 ? 多任務(wù)同步與互斥 ? 內(nèi)存管理 ? 時(shí)鐘定時(shí)器管理 ? 電源管理 49 ?1970年，美國 UIUC大學(xué)的 、 Jane教授建立了RTSL（ real time system lab）實(shí)驗(yàn)室。 39 提高內(nèi)核實(shí)時(shí)性的方法 —— 優(yōu)先級(jí)逆轉(zhuǎn)問題 ? 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) ——優(yōu)先級(jí)逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象 采用 優(yōu)先級(jí)繼承 協(xié)議消除 40 ? 中斷嵌套處理 ：確保高優(yōu)先級(jí)的中斷能及時(shí)處理。 ?該行代碼為內(nèi)核搶占點(diǎn) if ( the_threadcurrent_priority _Thread_Heircurrent_priority ) { _Thread_Heir = the_thread。 ? 程序執(zhí)行的響應(yīng)速度比較快。 ?IBM、 Microsoft、 ARM、 MIPS、 Sun、 Oracle等企業(yè)相繼加入其開放式系統(tǒng)架構(gòu) 。 ? 用戶開發(fā)環(huán)境、接口 API、系統(tǒng)界面等與 Windows相似，因而具有較多的應(yīng)用。 ?八十年代初：出現(xiàn)了以 VRTX(1981)、 pSOS等為代表的 第一代系統(tǒng)（實(shí)時(shí)內(nèi)核），提供了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)基本功能。 ? 系統(tǒng)的調(diào)度器是一個(gè)真正的實(shí)時(shí)調(diào)度器。 支持。同時(shí)擁有一個(gè) 客戶端和編程開發(fā)工具。 if ( _States_Is_ready( current_state ) ) { _