Linux 커널 2.1 단일 커널 및 마이크로 커널 응용 시스템 분석 및 응용

목차

1. 두 가지 형태의 애플리케이션 시스템 1.1 운영체제가 없는 애플리케이션 시스템

대부분의 단순 기능 마이크로컨트롤러 애플리케이션과 같은 간단한 SOC 애플리케이션의 경우 시스템에서 운영 체제를 사용할 필요가 없습니다. 이때 애플리케이션은 그림에 표시된 대로 기본 하드웨어를 작동하기 위해 해당 드라이버를 직접 호출합니다. :

이러한 구조를 사용하면 응용 프로그램 소프트웨어가 장치 드라이버를 직접 호출하여 하드웨어를 작동합니다. 장점은 간단하고 직접적이며 효율적입니다. 작고 간단한 시스템에 적합합니다. 복잡한 시스템, 다양한 기능에서 하드웨어 자원을 공유해야 하는 응용 시스템의 경우 이 방법은 분명히 적합하지 않습니다.

1.2. 운영체제가 포함된 애플리케이션 시스템

기능 모듈 간에 하드웨어 및 기타 리소스를 공유해야 하는 복잡한 응용 프로그램 시스템, 응용 프로그램 시나리오의 경우 응용 프로그램 시스템에 운영 체제를 추가해야 합니다. 이를 위한 신청 시스템은 오른쪽과 같습니다:

그림에 표시된 것처럼 Hongqi Linux 운영 체제 공식 웹사이트를 통해 응용 프로그램은 특정 하드웨어 세부 사항에 관계없이 운영 체제 API의 통합 소켓을 사용할 수 있으므로 대규모 표준화 개발에 도움이 되고 개발 효율성이 향상됩니다.

드라이버는 운영 체제에서 제공하는 표준 장치 소켓을 사용하여 다양한 하드웨어를 작동합니다. 이는 하드웨어 세부 사항으로부터 운영 체제 계층을 보호합니다. 따라서 운영 체제는 더욱 안정적이고 효율적으로 보입니다.

2. Linux 커널 2.1 단일 커널 및 마이크로커널

현재 운영 체제에는 두 가지 일반적인 커널 구현 모드가 있습니다.

Linux는 별도의 주소 공간에서 실행되는 단일 커널 Linux 학습입니다. 그러나 Linux는 마이크로커널의 개선 사항을 흡수하여 모듈식 설계, 선점형 커널, 커널 스레드 지원, 마이크로커널이 갖고 있는 커널 모듈을 동적으로 로드하는 기능을 갖추고 있습니다. 동시에 Linux는 마이크로커널임베디드 Linux 고급 드라이버 튜토리얼의 설계 결함도 방지합니다. Linux에서는 모든 모듈이 커널 상태에서 실행되고 마이크로커널과 같은 메시지 전달을 사용하지 않고 직접 함수를 호출할 수 있습니다.

2.2Linux 커널 구성

그림에 표시된 것처럼 Linux 커널은 주로 다섯 부분으로 구성됩니다.

2.3 프로세스 일정 계획

프로세스 스케줄링은 시스템의 중심에 있으며 시스템의 다른 부분이 이에 의존합니다. Linux 프로세스에는 총 6가지 상태가 있으며 프로세스는 수명 주기 동안 이러한 상태 간에 전환할 수 있습니다.

2.4 비디오 메모리 관리

비디오 메모리 관리의 주요 기능은 여러 프로세스의 안전한 공유 주 메모리 도메인을 제어하는 ​​것입니다. 32비트 프로세서의 각 Linux 프로세스는 4G 공간을 사용합니다. 일반적으로 0-3G는 사용자 공간에 속하고 3G-4G는 커널 공간에 속합니다. 오른쪽에 표시된 대로

2.5 가상 파일 시스템

Linux 가상 파일 시스템은 다양한 유형의 하드웨어에 대한 구체적인 세부 정보를 숨기고 모든 장치에 통합 소켓을 제공합니다. 이는 각 특정 파일 시스템을 구체적으로 표현한 것입니다.

그림에 표시된 것처럼 가상 파일 시스템은 특정 기본 파일 시스템 또는 장치 드라이버에 구현된 file_Operations 구조의 멤버 함수 호출을 담당하는 기본 응용 프로그램에 대한 통합 호출 소켓을 제공합니다.

2.6 네트워크 소켓

네트워크 소켓은 다양한 네트워크 표준에 대한 액세스를 제공하고 다양한 네트워크 하드웨어를 지원합니다. Linux 네트워크 소켓은 다음과 같이 나뉩니다.

2.7 프로세스 간 통신

프로세스 간 통신은 세마포어, 공유 메모리, 메시지 큐, 파이프, UNIX 도메인 소켓 등을 포함한 프로세스 간의 통신을 담당합니다.

3. 커널 공간과 사용자 공간

최신 CPU는 내부적으로 다양한 작업 모드를 구별하여 다양한 수준과 권한의 작업을 구별합니다.

예를 들어 ARM의 8가지 작업 모드는 다음과 같습니다.

ARM 환경에서 Linux 시스템은 CPU의 하드웨어 특성을 최대한 활용하여 사용자(usr) 모드와 관리 모드(svc)의 두 가지 작동 모드를 구현합니다. 이에 따라 Linux 시스템에는 두 가지 유형의 공간이 있습니다.

3.1 보충: 소프트 인터럽트에 대하여

qquad에는 ARM의 비정상적인 작동 모드에 대한 차트가 있습니다

정상 실행 중에 ARM은 사용자 모드에 있습니다. CPU가 swi 명령어를 실행하면 수동으로 시스템 모드(SVCmode)에 들어가 예외 벡터 테이블로 점프합니다. Swi에 응답하기 위해 벡터 테이블을 통해 해당 함수로 점프합니다.

여기서 SVC 모드는 SupervisorCall의 약어로, 영어로 Supervisor Call을 의미합니다.

4. Linux 장치 드라이버 4.1 Linux 시스템의 장치 분류

Linux 시스템은 주변 하드웨어를 세 가지 주요 범주로 나눕니다.

4.2리눅스 드라이버 관련 시스템

그림과 같이 캐릭터 장치와 블록 장치 모두 Linux 파일 시스템의 파일과 디렉터리에 매핑됩니다.

응용 프로그램은 소켓 Embedded Linux Advanced Driver Tutorial을 통해 네트워크 장치에 액세스할 수 있으며 두 가지 방법을 사용하여 문자 장치와 블록 장치에 액세스할 수 있습니다.

위 내용은 Linux 커널 2.1 단일 커널 및 마이크로 커널 응용 시스템 분석 및 응용의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!