start_kernel()函数中调用的sched_init和time_init的主要功能

start_kernel()中主要执行了以下 *** 作：

(1) 在屏幕上打印出当前的内核版本信息。

(2) 执行setup_arch()，对系统结构进行设置。

(3)执行sched_init()，对系统的调度机制进行初始化。先是对每个可用CPU上的runqueque进行初始化;然后初始化0号进程(其task struct和系统空M堆栈在startup_32()中己经被分配)为系统idle进程，即系统空闲时占据CPU的进程。

(4)执行parse_early_param()和parsees_args()解析系统启动参数。

(5)执行trap_in itQ，先设置了系统中断向量表。0-19号的陷阱门用于CPU异常处理;然后初始化系统调用向量;最后调用cpu_init()完善对CPU的初始化，用于支持进程调度机制，包括设定标志位寄存器、任务寄存器、初始化程序调试相关寄存器等等。

(6)执行rcu_init()，初始化系统中的Read-Copy Update互斥机制。

(7)执行init_IRQ()函数，初始化用于外设的中断，完成对IDT的最终初始化过程。

(8)执行init_timers()， softirq_init()和time_init()函数，分别初始系统的定时器机制，软中断机制以及系统日期和时间。

(9)执行mem_init()函数，初始化物理内存页面的page数据结构描述符，完成对物理内存管理机制的创建。

(10)执行kmem_cache_init()，完成对通用slab缓冲区管理机制的初始化工作。

(11)执行fork_init()，计算出当前系统的物理内存容量能够允许创建的进程(线程)数量。

(12)执行proc_caches_init() , bufer_init()， unnamed_dev_init() ,vfs_caches_init()， signals_init()等函数对各种管理机制建立起专用的slab缓冲区队列。

(13 )执行proc_root_init()Wl数，对虚拟文件系统/proc进行初始化。

内核的初始化过程由start_kernel函数开始，至第一个用户进程init结束，调用了一系列的初始化函数对所有的内核组件进行初始化。其中，start_kernel、rest_init、kernel_init、init_post等4个函数构成了整个初始化过程的主线。

从start_kernel函数开始，内核即进入了C语言部分，它完成了内核的大部分初始化工作。实际上，可以将start_kernel函数看做内核的main函数。

在start_kernel函数的最后调用了rest_init函数进行后续的初始化。

(1)rest_init中调用kernel_thread函数启动了2个内核线程，分别是：kernel_init和kthreadd

(2)调用schedule函数开启了内核的调度系统，从此linux系统开始转起来了。

rest_init最终调用cpu_idle函数结束了整个内核的启动。

kernel_init函数将完成设备驱动程序的初始化，并调用init_post函数启动用户空间的init进程。

到init_post函数为止，内核的初始化已经进入尾声，第一个用户空间进程init将姗姗来迟

如果内核命令行中给出了到init进程的直接路径（或者别的可替代的程序），这里就试图执行init。

init：开始是内核态，后来转变为用户态

init进程完成了从内核态向用户态的转变

init进程在内核态下面时，通过一个函数kernel_execve来执行一个用户空间编译连接的应用程序就跳跃到用户态了。

在init/mainc中最后会通过kernel_execve()来调用用户空间的init进程（如/sbin/init, /etc/init, /bin/init等

uboot通过传参来告诉内核这些信息。

uboot传参中的root=/dev/mmcblk0p2 rw 这一句就是告诉内核根文件系统在哪里

uboot传参中的rootfstype=ext3这一句就是告诉内核rootfs的类型。

中断进入就是从当前线程的用户态切换到当前线程的内核态。怎么进入内核态呢？唯一的答案就是中断。而 int中断实现了从用户态到内核态的转变 。

简单的说，保留用户态信息，还原内核态信息。

（1）启动中断时，

（2）

（3）

（1）从系统调用返回后，判断当前线程是否需要需要让出CPU，即是否需要进行schedule。当时间片用尽，或者线程启动磁盘读写等 *** 作时，会让出CPU。

（2）执行调度函数前，会把当前线程的返回函数地址压栈；然后跳转执行调度

（1） 调用schedule，进入switch_to。

（2）内核栈切换

（1）

如果你是学习阶段的话，那LINUX和UCOS-II是比较合适的

uc/os和uclinux *** 作系统是两种性能优良源码公开且被广泛应用的的免费嵌入式 *** 作系统，可以作为研究实时 *** 作系统和非实时 *** 作系统的典范。本文通过对 uc/os和uclinux的对比，分析和总结了嵌入式 *** 作系统应用中的若干重要问题，归纳了嵌入式系统开发中 *** 作系统的选型依据。

两种开源嵌入式 *** 作系统介绍

uc/os和uclinux *** 作系统，是当前得到广泛应用的两种免费且公开源码的嵌入式 *** 作系统。uc/os适合小型控制系统，具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点，最小内核可编译至2k。uclinux则是继承标准linux 的优良特性，针对嵌入式处理器的特点设计的一种 *** 作系统，具有内嵌网络协议、支持多种文件系统，开发者可利用标准linux先验知识等优势。其编译后目标文件可控制在几百k量级。

uc/os是一种免费公开源代码、结构小巧、具有可剥夺实时内核的实时 *** 作系统。其内核提供任务调度与管理、时间管理、任务间同步与通信、内存管理和中断服务等功能。

uclinux是一种优秀的嵌入式linux版本。uclinux是micro-conrol-linux的缩写。同标准linux相比，它集成了标准linux *** 作系统的稳定性、强大网络功能和出色的文件系统等主要优点。但是由于没有mmu(内存管理单元)，其多任务的实现需要一定技巧。

两种嵌入式 *** 作系统主要性能比较

嵌入式 *** 作系统是嵌入式系统软硬件资源的控制中心，它以尽量合理的有效方法组织多个用户共享嵌入式系统的各种资源。其中用户指的是系统程序之上的所有软件。所谓合理有效的方法，指的就是 *** 作系统如何协调并充分利用硬件资源来实现多任务。复杂的 *** 作系统都支持文件系统，方便组织文件并易于对其规范化 *** 作。

嵌入式 *** 作系统还有一个特点就是针对不同的平台，系统不是直接可用的，一般需要经过针对专门平台的移植 *** 作系统才能正常工作。进程调度、文件系统支持和系统移植是在嵌入式 *** 作系统实际应用中最常见的问题，下文就从这几个角度入手对uc/os和uclinux进行分析比较。

进程调度

任务调度主要是协调任务对计算机系统内资源(如内存、i/o设备、cpu)的争夺使用。进程调度又称为cpu调度，其根本任务是按照某种原则为处于就绪状态的进程分配cpu。由于嵌入式系统中内存和i/o设备一般都和cpu同时归属于某进程，所以任务调度和进程调度概念相近，很多场合不加区分，下文中提到的任务其实就是进程的概念。

进程调度可分为"剥夺型调度"和"非剥夺型调度"两种基本方式。所谓"非剥夺型调度"是指：一旦某个进程被调度执行，则该进程一直执行下去直至该进程结束，或由于某种原因自行放弃cpu进入等待状态，才将cpu重新分配给其他进程。所谓"剥夺型调度"是指：一旦就绪状态中出现优先权更高的进程，或者运行的进程已用满了规定的时间片时，便立即剥夺当前进程的运行(将其放回就绪状态)，把cpu分配给其他进程

作为实时 *** 作系统，uc/os是采用的可剥夺型实时多任务内核。可剥夺型的实时内核在任何时候都运行就绪了的最高优先级的任务。uc/os中最多可以支持64 个任务，分别对应优先级0~63，

其中0为最高优先级。调度工作的内容可以分为两部分：最高优先级任务的寻找和任务切换。

其最高优先级任务的寻找是通过建立就绪任务表来实现的。uc/os中的每一个任务都有独立的堆栈空间，并有一个称为任务控制块tcb(task control block)数据结构，其中第一个成员变量就是保存的任务堆栈指针。任务调度模块首先用变量 ostcbhighrdy记录当前最高级就绪任务的tcb地址，然后调用os_task_sw() 函数来进行任务切换。

uclinux的进程调度沿用了linux的传统，系统每隔一定时间挂起进程，同时系统产生快速和周期性的时钟计时中断，并通过调度函数(定时器处理函数)决定进程什么时候拥有它的时间片。然后进行相关进程切换，这是通过父进程调用fork 函数生成子进程来实现的。

uclinux系统fork调用完成后，要么子进程代替父进程执行(此时父进程已经 sleep)，直到子进程调用exit退出；要么调用exec执行一个新的进程，这个时候产生可执行文件的加载，即使这个进程只是父进程的拷贝，这个过程也不可避免。当子进程执行exit或exec后，子进程使用wakeup把父进程唤醒，使父进程继续往下执行。

uclinux由于没有mmu管理存储器，其对内存的访问是直接的，所有程序中访问的地址都是实际的物理地址。 *** 作系统队内存空间没有保护，各个进程实际上共享一个运行空间。这就需要实现多进程时进行数据保护，也导致了用户程序使用的空间可能占用到系统内核空间，这些问题在编程时都需要多加注意，否则容易导致系统崩溃。

由上述分析可以得知，uc/os内核是针对实时系统的要求设计实现的，相对简单，可以满足较高的实时性要求。而uclinux则在结构上继承了标准linux的多任务实现方式，仅针对嵌入式处理器特点进行改良。其要实现实时性效果则需要使系统在实时内核的控制下运行，rt-linux就是可以实现这一个功能的一种实时内核。

文件系统

所谓文件系统是指负责存取和管理文件信息的机构，也可以说是负责文件的建立、撤销、组织、读写、修改、复制及对文件管理所需要的资源(如目录表、存储介质等)实施管理的软件部分。

uc/os是面向中小型嵌入式系统的，如果包含全部功能(信号量、消息邮箱、消息队列及相关函数)，编译后的uc/os内核仅有6~10kb，所以系统本身并没有对文件系统的支持。但是uc/os具有良好的扩展性能，如果需要的话也可自行加入文件系统的内容。

uclinux则是继承了linux完善的文件系统性能。其采用的是romfs文件系统，这种文件系统相对于一般的ext2文件系统要求更少的空间。空间的节约来自于两个方面，首先内核支持romfs文件系统比支持ext2文件系统需要更少的代码，其次romfs文件系统相对简单，在建立文件系统超级块(superblock)需要更少的存储空间。romfs文件系统不支持动态擦写保存，对于系统需要动态保存的数据采用虚拟ram盘的方法进行处理(ram盘将采用ext2文件系统)。

uclinux还继承了linux网络 *** 作系统的优势，可以很方便的支持网络文件系统且内嵌tcp/ip协议，这为uclinux开发网络接入设备提供了便利。

由两种 *** 作系统对文件系统的支持可知，在复杂的需要较多文件处理的嵌入式系统中uclinux是一个不错的选择。而uc/os则主要适合一些控制系统。

*** 作系统的移植

嵌入式 *** 作系统移植的目的是指使 *** 作系统能在某个微处理器或微控制器上运行。uc/os和uclinux都是源码公开的 *** 作系统，且其结构化设计便于把与处理器相关的部分分离出来，所以被移植到新的处理器上是可能的。

以下对两种系统的移植分别予以说明。

(1)uc/os的移植

要移植uc/os，目标处理器必须满足以下要求；

·处理器的c编译器能产生可重入代码，且用c语言就可以打开和关闭中断；

·处理器支持中断，并能产生定时中断；

·处理器支持足够的ram(几k字节)，作为多任务环境下的任务堆栈；

·处理器有将堆栈指针和其他cpu寄存器读出和存储到堆栈或内存中的指令。

在理解了处理器和c编译器的技术细节后，uc/os的移植只需要修改与处理器相关的代码就可以了。

具体有如下内容：

·os_cpuh中需要设置一个常量来标识堆栈增长方向；

·os_cpuh中需要声明几个用于开关中断和任务切换的宏；

·os_cpuh中需要针对具体处理器的字长重新定义一系列数据类型；

·os_cpu_aasm需要改写4个汇编语言的函数；

·os_cpu_cc需要用c语言编写6个简单函数；

·修改主头文件includeh，将上面的三个文件和其他自己的头文件加入。

(2)uclinux的移植

由于uclinux其实是linux针对嵌入式系统的一种改良，其结构比较复杂，相对 uc/os，uclinux的移植也复杂得多。一般而言要移植uclinux，目标处理器除了应满足上述uc/os应满足的条件外，还需要具有足够容量(几百k字节以上)外部rom和ram。

uclinux的移植大致可以分为3个层次：

·结构层次的移植，如果待移植处理器的结构不同于任何已经支持的处理器结构，则需要修改linux/arch目录下相关处理器结构的文件。虽然uclinux内核代码的大部分是独立于处理器和其体系结构的，但是其最低级的代码也是特定于各个系统的。这主要表现在它们的中断处理上下文、内存映射的维护、任务上下文和初始化过程都是独特的。这些例行程序位于linux/arch/目录下。由于linux所支持体系结构的种类繁多，所以对一个新型的体系，其低级例程可以模仿与其相似的体系例程编写。

·平台层次的移植，如果待移植处理器是某种uclinux已支持体系的分支处理器，则需要在相关体系结构目录下建立相应目录并编写相应代码。如mc68ez328就是基于无mmu的m68k内核的。此时的移植需要创建 linux/arch/m68knommu/platform/ mc68ez328目录并在其下编写跟踪程序(实现用户程序到内核函数的接口等功能)、中断控制调度程序和向量初始化程序等。

·板级移植，如果你所用处理器已被uclinux支持的话，就只需要板级移植了。板级移植需要在linux/arch/platform/中建立一个相应板的目录，再在其中建立相应的启动代码crt0_roms或crt0_rams和链接描述文档romld或ramld就可以了。板级移植还包括驱动程序的编写和环境变量设置等内容。

结语

通过对uc/os和uclinux的比较，可以看出这两种 *** 作系统在应用方面各有优劣。 uc/os占用空间少，执行效率高，实时性能优良，且针对新处理器的移植相对简单。uclinux则占用空间相对较大，实时性能一般，针对新处理器的移植相对复杂。但是，uclinux具有对多种文件系统的支持能力、内嵌了tcp/ip协议，可以借鉴linux丰富的资源，对一些复杂的应用，uclinux具有相当优势。例如cisco 公司的 2500/3000/4000 路由器就是基于uclinux *** 作系统开发的。总之， *** 作系统的选择是由嵌入式系统的需求决定的。简单的说就是，小型控制系统可充分利用uc/os小巧且实时性强的优势，如果开发pda和互联网连接终端等较为复杂的系统则uclinux是不错的选择。

还有就是如果从开发的工具方便好用，易用的角度来看，那些收费的系统用起来更爽一些

单内核不是指进程而言。相对于微内核，单内核是指内核编译成单一一目标文件的形式，内核中各个模块的函数可以相互直接调用而不必借助于进程间通信方式进行。而微内核各功能模块(进程管理、内存管理等)以用户进程的方式运行，相互之间通过进程间通信机制进行通信。

每个嵌入式 *** 作系统都会牵扯到这个问题。

任务调度通俗的讲就是 *** 作系统分配每个任务的运行时间，协调他们的工作。

对于每个任务来说，编程者可以认为只有它占用CPU，故而可以写成无限循环的形式，在这个循环中加入系统延时（或请求消息、事件等），当任务运行到系统延时这条语句不会傻傻的等待，而是转而处理其他的任务。 *** 作系统记住了延时时间，当时间到时如果这个任务就绪再引发一次调度，执行本任务，也就是延时之后的程序。

*** 作系统是怎么知道哪个任务应该运行，哪个任务需要等待，哪个任务需要消息的呢？不管哪个 *** 作系统，都要有一个任务控制块，这个控制块要标明任务的优先级、任务的入口地址，并且给任务分别堆栈等。堆栈其实就是保存任务运行信息的，比如在哪个地方调用了系统延时，当系统调度给这个任务运行时就能找到在什么地方运行了。

找本ucOS的书看，然后读代码，能很快理解。学习任何一门知识都要扎实，这种问题书上讲解的很清楚，不要上来就问，这不是学习的好态度。祝你好运~

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