symbian學習筆記二

第二部分：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在symbian os上運行的四種軟件
應用程序
服務
引擎
內(nèi)核
symbian系統(tǒng)使用活動對象與客戶-服務器對事件處理系統(tǒng)進行了優(yōu)化
硬件資源:
一個cpu,32位arm
一個rom(只讀存儲器),里面有操作系統(tǒng)與內(nèi)建的中間件和應用程序
ROM盤被映射到z:盤，所有的文件都可以通過Z:盤訪問。
系統(tǒng)RAM.系統(tǒng)RAM用于兩個方面，一是被當前活動的程序和系統(tǒng)核心使用,另一個是當成”C”盤的磁盤空間。這兩個部分的大小是變化的，不可以保留某個的大小。由于RAM通常只有8MB到16MB,所以內(nèi)存可能用完，因此經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)存越界錯誤或是(寫文件時)磁盤已滿錯誤
IO設備,包括帶數(shù)字筆輸入的觸摸屏，鍵盤，記憶卡(被當成D盤)，rs232串口，紅外口，藍牙。
電源，包括電池與外接電源

symbian os與pc系統(tǒng)的區(qū)別如下:
資源限制:cpu太慢與太少內(nèi)存
沒有硬盤,不能使用寫到硬盤的虛擬內(nèi)存,不能保證有足夠的空間保存程序或是數(shù)據(jù)文件
電源條件嚴格.

symbian軟件環(huán)境如下:

server | server| Application| Application | Application Dll
| | +————–+————- boundary
| | | |
| | | Enghine | Engine
——–+———+————+————–+————– Privilege
boundary
Kernel

kernel工作在高級別，管理機器所有硬件資源。對其它軟件模塊提供訪問這些硬件資源的接口
其它應用程序工作在用戶模式
上面如果理解普通操作系統(tǒng)如linux的話，那跟普通操作系統(tǒng)沒有區(qū)別
應用程序是一個有用戶界面的程序,在獨立的進程中運行
這與普通操作系統(tǒng)也沒有區(qū)別
服務是沒有用戶界面的程序.服務管理一個或多個資源，并提供api,讓客戶可以訪問它的服務.服務的客戶可以是一個程序或是其它服務.每個服務也運行在獨立的進程空間中。
在symbian中,使用服務的形式提供類似其它操作系統(tǒng)上用驅(qū)動程序或是內(nèi)核程序提供的功能。如文件系統(tǒng)的訪問也是客戶/服務類型的。(微內(nèi)核 )
引擎是一個應用程序中操作數(shù)據(jù)而不是與用戶交互的部分.通常你可以把一個程序分成引擎部分和一個GUI部分,多部symbian內(nèi)帶的程序都是這樣做的。
一個應用程序引擎可以是一個獨立的代碼模塊或是一個獨立的dll,或是幾個dll.
引擎和應用程序間的邊界是模塊或dll的邊界。

所以在symbian中有四個組件類型與三個邊界類型。dll或是模塊組件對交叉引用來說很方便。它們使系統(tǒng)模塊化與保持封裝。
權(quán)限邊界對交叉引用比較費資源，但是保證系統(tǒng)對用戶太程序隱藏內(nèi)核與設備
進程邊界是所有的交叉中最昂貴的，它們保證在ram中分開每個程序

可執(zhí)行文件的格式
在symbian中有兩種類型的可執(zhí)行文件:
exe,每個程序都有一個主入口E32main()(看上面的例子),它在獨立的進程中運行
dll,提供多個入口，由系統(tǒng)或是已存在的線程(進程)調(diào)用
有兩種類型的dll,
共享庫dll,為一個或多個程序提供固定的api,這些dll多數(shù)后綴是.dll,當程序啟動時就被讀到內(nèi)存中。
多態(tài)dll,這些dll實現(xiàn)抽象的api,如一個打印機驅(qū)動，socket協(xié)議或是一個應用程序。它們的擴展名多不是.dll,而是.prn或.prt或.app等。它們從與dll相關的類繼承，并通常只有在程序需要它們時才讀入。

從技術上看起來與普通系統(tǒng)上動態(tài)庫的靜態(tài)載入與動態(tài)載入沒有區(qū)別
但是從功能上看就不一樣了，一種是實現(xiàn)某種特殊功能的，從某個相關類繼承的dll,另一個是普通dll

代碼執(zhí)行
如果程序代碼在rom上，則直接執(zhí)行,不然需要讀到ram中(與普通操作系統(tǒng)不同，普通操作系統(tǒng)都需要讀到ram中
不能直接在硬盤上執(zhí)行)
可執(zhí)行代碼包括三種類型的二進制數(shù)據(jù):
程序代碼
只讀靜態(tài)數(shù)據(jù)
可寫靜態(tài)數(shù)據(jù)
在symbian中對待.exe與.dll是不同的
由于.exe是不可共享的,如果它在ram中執(zhí)行，那與普通pc系統(tǒng)沒有區(qū)別,如果在ram中執(zhí)行，那它在ram中為可寫靜態(tài)數(shù)據(jù)分配內(nèi)存
而.dll是共享的，當dll首次讀入內(nèi)存中時，它被分配到一個特殊的地址，第二個線程需要這個dll時它只要訪問已經(jīng)存在的這份copy就可以。在所有使用它的進程中dll的地址都是相同的。symbian系統(tǒng)維護一個引用計數(shù)，當沒有其它線程引用時才將它unload.
在rom上的dll像rom上的exe一樣直接在rom上執(zhí)行

為了對dll的大小進行優(yōu)化，symbbian進行如下操作;
多數(shù)系統(tǒng)支持通過名字與通過數(shù)字訪問dll提供的入口，由于名字太長，浪費空間，所以symbian只提供通過數(shù)字訪問，當然在link時可以通過名字link.也就是說在.dll中沒有名字訪問辦法，在.lib(引導庫，引導linker正確的link這個dll,這個是在windows中使用的概念，在win下每創(chuàng)建一個dll都會創(chuàng)建一個用戶引導鏈接的同名.lib)中有,你的程序link時link的是.lib,link完成后編譯器會自動把引用dll的代碼變成數(shù)字引用
如果dll被讀到ram,那重定位信息(把dll
load到什么地址)也必須包含在可執(zhí)行文件格式中,這個的影響就是你不能把一個在rom中執(zhí)行的程序放到ram中執(zhí)行的程序.(rom中執(zhí)行的多是oem廠家,所以普通開發(fā)者多不用關心)

多數(shù)應用程序有自己有exe來創(chuàng)建進程，其它的程序使用動態(tài)庫(DL)L的形式，在主服務線程中調(diào)用自己的線程
多數(shù)gui程序都是多態(tài)(polymorphic)dll,有一個主入口點NewApplication(),這個入口點創(chuàng)建并返回一個繼承自CEikAppication的對象.這樣的程序被apprun.exe調(diào)用，app文件名為參數(shù)傳入。

電源管理
電源必須高效使用
在系統(tǒng)已經(jīng)關機時，確定程序仍然可以運行。如鬧鈐，關機后，到時時仍然可以開機
電源突然關掉時，關鍵數(shù)據(jù)應該可以保存

設備驅(qū)動
雖然一般不會了解它，但是理解一下還是很有用的
設備驅(qū)動工作在兩個級別
第一個是中斷服務程序(ISR)，ISR必須很短，并且不能做很多事情，因為它可能在任何時間出現(xiàn)，甚至在內(nèi)核服務中。通常它只是通知設備產(chǎn)生了中斷并設置一個標志，要求內(nèi)核為第二階段的處理運行一個延遲的函數(shù)調(diào)用(delayed function call DFC)
在方便的時候內(nèi)核調(diào)度DFC.DFC可以使用多數(shù)的核心api,通常只是工作了后向用戶線程通知io操作已經(jīng)完成

定時器
` 內(nèi)核支持真機上64hz的時鐘與模擬器上10hz的時鐘
時鐘中斷是最高優(yōu)先級中斷，它可以通過User::After或是RTime::After訪問。時鐘中斷在關機時停止，所以如果你請求5s后的定時操作，然后跑2s,關機，再開機時它也要等3s
內(nèi)核同時支持日期/時間時鐘，你可以使用User::At或是RTime::At。這個定時器很準確。在關機時，如果時間到了，那它會開機，這對鬧鐘很合適。

內(nèi)存
symbian使用內(nèi)存管理單元(memory management unit MMU)管理內(nèi)存
ROM被映射到z:盤，被映射到一個固定的地址。
物理RAM被MMU分在4k的頁,每個物理頁可以用于:
用戶進程的虛地址空間。
內(nèi)核服務的虛地址空間
ram盤，盤符是c:,ram盤只可通過文件服務進程訪問
如果dll不在rom中，那它被讀到ram,dll被讀到ram里面后頁面標記為只讀只讀的。
MMU的頁面轉(zhuǎn)換表.如果想理解的話學習一下操作系統(tǒng)原理
自由頁表

每個進程的地址空間可以分成下面三類:
系統(tǒng)范圍的內(nèi)存，如系統(tǒng)的rom或是讀到ram中的dll
進程范圍的內(nèi)存，如進程的.exe映象和它的可寫的靜態(tài)數(shù)據(jù)
每個線程的內(nèi)存,包括線程的棧與線程默認的堆(使用線程默認堆的原因只是為了提高內(nèi)存分配與釋放的速度，從開發(fā)角度來看，它與系統(tǒng)里面的內(nèi)存沒有區(qū)別)。
注意沒有交換文件，所以所有的內(nèi)存都是直接使用。同時，也可能會發(fā)生內(nèi)存不夠或是磁盤(c 已滿錯誤
每個線程的默認棧很小，只有12k,所以在symbian開發(fā)中，不要放太多東西到棧中,一般對象都是在堆中分配的。
線程創(chuàng)建后，它的棧大小就不可再改變。
線程可以使用new或是User::Alloc從線程默認堆中分配內(nèi)存.如果希望從其它堆中分配內(nèi)存，只能使用new

動態(tài)庫(DLL)
symbian中dll不支持可寫的靜態(tài)數(shù)據(jù),所以你在里面不可能使用可寫的全局變量或是靜態(tài)變量.
為什么不支持呢?如果支持，那每個進程調(diào)用這個dll時，都需要為這個進程分配一個獨立的堆，而堆最小單位是4k,系統(tǒng)中有很多堆，并且有很多程序，所以內(nèi)存消費基金是很大的。所以就不支持了
這樣開發(fā)時不是很不方便？因為在dll中有時需要保存自己的狀態(tài)，進行交互
為了解決這個問題，symbian中引入了線程本地數(shù)據(jù)(thread-local storage
TLS)概念(查看Dll::Tls
Dll;;SetTls)。但是調(diào)用TLS性能比較慢.tls的最大大小是1.8k 通常這夠用了。

文件:
c: flash ram盤
z: rom盤
d: 記憶棒之類的外掛盤

事件處理
事件處理模型如下圖:

keyborad |—————————
|interrupt
|
kernel/driver–+-isr/dfc
|
key event
|
|
window serv—–handle key event———–+update window
| |
|key event draw |request
application +—————– handle ———-+
key event

在symbian中使用活動對象（active object）來處理事件
在symbian os中，所有的symbian
os線程都是事件處理器，每個線程有一個活動調(diào)度對象,加上一個或多個活動對象來處理從設備或其它程序發(fā)過來的事件。

每個活動對象都有一個虛擬的成員函數(shù)RunL(),在這個函數(shù)里面處理事件。

多任務與搶占式
symbian os實現(xiàn)搶占式多線程。
活動對象用于在單個線程內(nèi)實現(xiàn)非搶占式多任務