三种不同的内存地址 逻辑地址(logical address)包含在linux实际指令中的地址,即分段式地址,是对应的硬件平台段式管理转换前地址由16位的段选择符(segment selector)和32位的偏移量组成. 线性地址(linear address)(虚拟地址(virtual address))是一个32位无符号整数,可以表示4G的地址,值范围从0x00000000-0xffffffff.线性地址则对应了硬件页式内存的转换前地址. 物理地址(physical address)用32位…
前言 本人再看深入理解Linux内核的时候发现比较难懂,看了Linux系统编程一说后,觉得Linux系统编程还是简单易懂些,并且两本书都是讲Linux比较底层的东西,只不过侧重点不同,本文就以Linux系统编程为例并且会穿插一些深入理解Linux内核的内容来写. 1 入门与基本概念 本书的背景 Linux内核3.9,gcc编译器4.8,C库2.17 文件和文件系统 文件必须打开才能访问 同一个文件可以由多个进程或者同一个进程多次打开.系统会为每个打开的文件实例提供唯一描述符.进程可以共享文件描述…
转自:http://www.cnblogs.com/likeyiyy/p/3837272.html 我对linux高端内存的错误理解都是从这篇文章得来的,这篇文章里讲的 物理地址 = 逻辑地址 – 0xC0000000:这是内核地址空间的地址转换关系. 这句话瞬间让我惊呆了,根据我的CPU的知识,开启分页之后,任何寻址都要经过mmu的转换,也就是一个二级查表的过程(386) 难道内核很特殊,当mmu看到某个逻辑地址是内核传来的之后,就不查表了,直接减去0xC0000000,然后就传递给内存控制器…
我对linux高端内存的错误理解都是从这篇文章得来的,这篇文章里讲的 物理地址 = 逻辑地址 – 0xC0000000:这是内核地址空间的地址转换关系. 这句话瞬间让我惊呆了,根据我的CPU的知识,开启分页之后,任何寻址都要经过mmu的转换,也就是一个二级查表的过程(386) 难道内核很特殊,当mmu看到某个逻辑地址是内核传来的之后,就不查表了,直接减去0xC0000000,然后就传递给内存控制器了??? 我发现网上也有人和我问了同样的问题,看这个问题 这句话太让人费解了,让人费解到以至于要怀疑…
深入理解Linux内核 读书笔记 一.概论 操作系统基本概念 多用户系统 允许多个用户登录系统,不同用户之间的有私有的空间 用户和组 每个用于属于一个组,组的权限和其他人的权限,和拥有者的权限不一样.对应的是Linux的文件权限系统 进程 和程序的区别.几个进程能并发执行同一个程序,一个进程能顺序执行几个程序 程序更像是代码片段,进程是执行代码的容器 linux是抢占式操作系统,也就是一个进程只能占用CPU一段时间.非抢占式系统中,进程如果不释放CPU,可以一直占用 内核体系结构 Linux是单…
3.1 概述 内存管理涵盖了许多领域: 内存中物理内存页的管理: 分配大块内存的伙伴系统: 分配小块内存的slab.slub.slob分配器: 分配非连续内存块的vmalloc机制: 进程的地址空间. Linux内核一般将虚拟地址空间划分为两部分:底部较大的部分用于用户进程,顶部则用于内核.虽然(在两个用户进程之间)上下文切换期间会改变下半部分,但是虚拟地址空间的内核部分中总是不变[这其实很好理解,内核是系统管理员,不能说因为每换一批游客,景区管理员都得跟着换一批?!].在IA-32系统上,虚拟…
第三章 进程 可以看到很多熟悉的结构体 进程状态: 可运行状态(TASK_ RUNNING) 进程要么在CPU上执行,要么准备执行. 可巾断的等待状态(TASK_ INTERRUPTIBLE) 进程被挂起(睡眠),直到一些条件变为真,这些条件包括:产生-个硬件巾断,释放进程正等待的系统资源,或传递一个信号,它们都能唤醒进程,即让进程的状态回到TASK RUNNING. 不可中断的等待状态(TASK_ _UNINTERRUPTIBLE) 与前一一个状态类似,但有一个例外,把信号传递到睡眼的进程不能…
乍一看下边的Linux内核代码,貌似L3389有bug,于是我就绕有兴趣地阅读了一下local_irq_save/local_irq_restore的源代码. /* linux-4.14.12/mm/slab.c#3389 */ static __always_inline void * slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller) { unsigned long save_flags; void…
第一章 Linux内核简介 1.Unix (1)Unix系统很简洁 (2)在Unix中,所以东西都被当作文件对待,通过一套相同的系统调用接口来进行:open(),read(),write(),lseek(),close() (3)用C语言编写而成,移植能力强 (4)进程创建迅速,有fork()系统调用 (5)提供了一套非常简单但很稳定的系统元语 目标:一次执行保质保量完成一个任务 2.Linux 没有抛弃Unix的设计目标并且保证了应用程序编程接口的一致 Linux是一个非商业化产品 Linux…
第一章   Linux内核简介 一.Unix的历史 1.Unix系统成为一个强大.健壮和稳定的操作系统的根本原因: (1)简洁 (2)在Unix中,很多东西都被当做文件对待.这种抽象使对数据和对设备的操作都是通过一套相同的系统调用借口来进行的:open(),read(),write(),lseek()和close(). (3)Unix的内核和相关的系统工具软件是用C语言编写而成.(移植能力) (4)进程创建非常迅速,并且有一个非常独特的fork()系统调用. (5)Unix提供了一套非常简单但又…
第二章 从内核出发 一.获取内核源码 1.Git是分布式的:下载和管理Linux内核源代码: 2.获取最新提交到版本树的一个副本 $ git clone git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git 当下载代码后,更新自己的分支到最新分支  $ git pull 3.安装内核源代码 (1)压缩形式为bzip2 运行:$ tar xvjf linux-x.y.z.tar.bz2 (2)压缩形式为zip 运行…
1. Linux是多任务系统, 支持并发执行若干进程,系统同时真正运行的进程数目不超过CPU的数量,因此内核会按照时间间隔在不同进程之间切换. 2.确定那个进程运行多长时间的过程称为调度. 3.内核启动init进程作为第一个进程,该进程负责进一步的系统初始化操作,并显示登陆提示符或登陆界面.因此init是进程树的根,所有进程都直接或间接来源次进程. 4. 进程不是内核支持的唯一一种程序执行方式,除此以外,还有线程. 5. Linux将虚拟地址空间分为两部分,内核空间和用户空间. 6. Intel…
作为Linux开发爱好者,从事linux 开发有两年多时间.做过bsp移植,熟悉u-boot代码执行流程:看过几遍<linux 设备驱动程序开发>,分析过kernel启动流程,写过驱动,分析过网卡驱动,制作过文件系统.但,仍无法对kernel有全局认识.为了更清晰的展示kernel概念,结构,实现,以思维导图的形式记录关键点,以便以记忆.增强理解.该部分是总体描述,大致介绍内核及其结构.同时也希望其能够帮助对linux 内核感兴趣朋友.…
前言说明 本篇为网易云课堂Linux内核分析课程的第七周作业,本次作业我们将具体来分析exec*函数对应的系统调用处理过程,来分析Linux内核如何来执行一个可执行程序,由于有一个在网易云课堂共同学习的朋友,代码部分是我们二人共同完成代码分析注释. 关键词:exec, 系统调用,进程,elf,可执行程序 *运行环境:** Ubuntu 14.04 LTS x64 gcc 4.9.2 gdb 7.8 vim 7.4 with vundle 过程分析 分析说明 在进行详细的分析之前,首先我们来总结一…
Linux的内存管理,实际上是借助80x86的硬件分段和分页电路,将逻辑地址转化为物理地址的. 物理内存中,有一部分是一直(Permanently)映射给内核使用的,这部分主要用于保存内核的代码,以及内核中静态的数据结构体.之所以要一直将这些物理内存映射给内核,是因为这些内容(代码,静态数据结构)是在整个操作系统运行过程中都一直需要不断地引用的,如果是通过动态分配和翻译的方式来维护它们在物理内存中的位置的话,就会耗费太多的CPU时间. 这种方式可以理解为以空间换时间的策略. 物理内存中的其余部分…
1.用户和用户组 每个用户是一个或多个用户组的一名成员,组由唯一的用户组标识符(user group ID)标识.每个文件的相关权限也恰好与一个组相对应. root为超级用户, 2.模块 为了达到微内核理论上的很多优点而又不影响性能, Linux内核提供了模块(module).模块是一个目标文件,其代码可以在运行时链接到内核或从内核解除链接.这种目标代码通常由一~组函数组成,用来实现文件系统.驱动程序或其他内核上层功能.与微内核操作系统的外层不同,模块不是作为一个特殊的进程执行的.就向是一个静态…
信号:1.最初被引入作为用户态进程间通信2.内核也使用信号通知进程系统所发生的事件3.信号很短,发送给进程的唯一信息通常是一个数.4.名称通常以SIG为前缀5.信号时可消费资源,每个信号只能被传递一次 使用信号的目标:1.让进程知道已经发送了一个特定的事件2.强迫进程执行它自己代码中的信号处理程序. 信号分两类:1.常规信号(regular signal):编码范围(0-31),同种类型的常规信号并不排队,一个常规信号被发送多次,只有其中一个被收到.2.实时信号(real-time signal…
Linux内核代码查看 http://androidxref.com/ 中断:被定义位一个事件,它能改变处理器执行指令的顺序.它对应硬件(CPU.其他硬件设备)电路产生的电信号. 同步中断:指令执行时CPU控制单元产生:称为同步,是因为只有在一条指令终止执行后CPU才回发出中断.也被称为异常 异步中断:其他硬件设备按照CPU时钟信号随机产生的.也被简称中断 中断的约束:1.中断必须尽快处理完成:中断一般被分两部分执行:关键而且紧急的部分,内核立即执行:其余部分内核稍后执行: 2.中断的处理必须能…
1 Linux内核简介 1 Unix的历史 1.Unix演化版实现了任务管理.换页机制.TCP/IP等新的特性. 2.Unix的特点: Unix很简洁,仅仅提供几百个系统调用并且有一个非常明确的设计目的: 在Unix中,所有的东西都被当做文件对待. Unix的内核和相关的系统工具软件是用C语言编写的,具有强大的移植能力 Unix的进程创建非常迅速,并且有一个非常独特的fork()系统调用. Unix提供了一套非常简单但又很稳定的进程间通信元语,快速简洁的进程创建过程使Unix的程序把目标放在一次…
linux内核用到了很多数据结构,这些数据结构都是为了提高某些方面的效率. 内核分配给进程的虚拟地址空间由以下内存区组成: 程序的可执行代码 程序的初始化数据 程序的未初始化数据 初始程序栈(即用户态栈) 所需共享库的可执行代码和数据 堆(由程序动态申请的内存) 内核和MMU(内存控制单元)协同定位虚拟地址空间在 内存中的实际物理位置 p89 进程描述符(process descriptor)task_struct类型结构,存在动态内存中,而不是在内核的内存区. 对每个进程来说,Linux都把两…
软中断.tasklet和工作队列并不是Linux内核中一直存在的机制,而是由更早版本的内核中的“下半部”(bottom half)演变而来.下半部的机制实际上包括五种,但2.6版本的内核中,下半部和任务队列的函数都消失了,只剩下了前三者.本文重点在于介绍这三者之间的关系.(函数细节将不会在本文中出现,可以参考文献,点这里) (1)上半部和下半部的区别上半部指的是中断处理程序,下半部则指的是一些虽然与中断有相关性但是可以延后执行的任务.举个例子:在网络传输中,网卡接收到数据包这个事件不一定需要马上…
页表:用于建立用户进程空间的虚拟地址空间和系统物理内存(内存.页帧)之间的关联. 向每个进程提供一致的虚拟地址空间. 将虚拟内存页映射到物理内存,因而支持共享内存的实现. 可以在不增加物理内存的情况下,将页换出到块设备来增加有效的可用内存空间. 内核内存管理总是假定使用四级页表. 3.3.1 数据结构 内核源代码假定void *和unsigned long long类型所需的比特位数相同,因此他们可以进行强制转换而不损失信息.即:假定sizeof(void *) == sizeof(unsign…
原文:http://blog.csdn.net/sailor_8318/article/details/2460177…
进程的七种状态 在内核源码的 include/linux/sched.h文件中: task_struct的status可表示 #define TASK_RUNNING 0 #define TASK_INTERRUPTIBLE 1 #define TASK_UNINTERRUPTIBLE 2 #define TASK_STOPPED 4 #define TASK_TRACED 8 task_struct和exit_status均可标识 #define EXIT_ZOMBIE 16 #define…
1.中断的作用:中断信号提供了一种方式,使处理器转而去运行正常控制流之外的代码.当一个中断信号到达时,CPU必须停止它当前所做的事,并切换到一个新的活动.为了做到这一点,就要在内核态堆栈保存程序计数器的当前值(即eip和cs寄存器的内容),并把与中断类型相关的一个地址放进程序计数器. 2.异常又分为三种类型: (1).故障(Fault):保存在eip中的值是引起故障的指令地址,因此,当异常处理程序终止时,会重新执行该指令.(例如,缺页异常处理程序). (2).陷阱(Trap):保存在eip中的值…
1.什么时候进行进程切换 调度策略目标:1.进程响应尽量快:2.后台作业吞吐量尽量高:3.尽可能避免进程饥饿:4.低优先级和高优先级进程需要尽量调和. 调度策略:决定什么时候选择什么进程运行的规则.基于分时技术.调度程序跟踪进程,动态调整优先级 进程分三类:1.交互进程:2.批处理进程:3.实时进程: 抢占无需等待当前进程的时间片片结束 时间片:应该大于进程切换花费的时间,越大,CPU利用率越高.但是太大又会导致进程看起来不是并发的. 进程动态优先级:进程的动态优先级,是在静态优先级的基础上,根…
2.1进程优先级 进程优先级 硬实时进程 软实时进程 抢占式多任务处理 2.2进程生命周期 用户太切换到核心态的办法 系统调用 中断 抢占调度模型优先级普通进程<系统调用<中断 普通进程可以被系统调用和中断抢占 系统调用只有可能被终端抢占 中断不能被任何操作打断 我的博客:www.while0.com…
     Linux是多任务抢占操作系统,多任务就是指多个进程间通过分时切换来并发执行.非抢占的系统是对每个进程而言,除非时间片用完或主动放弃否则不会被剥夺CPU,主动放弃包括调用一些调度的系统调用(比如sched_yield)或者调用IO等阻塞操作.抢占式系统表示即使当前进程没有用完时间片,也没有主动放弃CPU,如果调度系统发现有更高动态优先级的进程,则强制剥夺当前进程的CPU,选择更高动态优先级的进程执行.        调度系统什么时候查看是否有更高优先级的进程呢?有这些情况:①时钟中断处…
第五章  定时测量 内核必须显式地与三种时钟打交道:实时时钟(Real Time Clock, RTC).时间标记计数器(Time Stamp Counter, TSC)及可编程间隔定时器( ProgrammableIntervalTimer,PIT).前两种硬件设备允许内核跟踪当前的时间;后一种设备由内核编程,以使它能以固定的.预先定义的频率发出中断.对于内核和用户程序使用的定时器来说,这样的周期性巾断是至关重要的. 实时时钟: 所有的PC都包含了一个叫实时时钟(RTC)的时钟.它是独立于CP…