进程管理 1.进程描述符及任务结构 进程存放在叫做任务队列(task list)的双向循环链表中.链表中的每一项包含一个具体进程的所有信息,类型为task_struct,称为进程描述符(process descriptor),该结构定义在<linux/sched.h>文件中. Linux通过slab分配器分配task_struct结构,这样能达到对象复用和缓存着色(cache coloring)的目的.另一方面,为了避免使用额外的寄存器存储专门记录,让像x86这样寄存器较少的硬件体系结构只要通…

什么是系统调用 简单来说,系统调用就是用户程序和硬件设备之间的桥梁.用户程序在需要的时候,通过系统调用来使用硬件设备. 系统调用的存在,有以下重要的意义: 1)用户程序通过系统调用来使用硬件,而不用关心具体的硬件设备,这样大大简化了用户程序的开发.     比如:用户程序通过write()系统调用就可以将数据写入文件,而不必关心文件是在磁盘上还是软盘上,或者其他存储上. 2)系统调用使得用户程序有更好的可移植性.     只要操作系统提供的系统调用接口相同,用户程序就可在不用修改的情况下,从一个…

内核调试的难点在于它不能像用户态程序调试那样打断点,随时暂停查看各个变量的状态. 也不能像用户态程序那样崩溃后迅速的重启,恢复初始状态. 用户态程序和内核交互,用户态程序的各种状态,错误等可以由内核来捕获并显示. 而内核是直接和硬件交互的,内核出错之后整个系统就无法正常运行了,所以要想熟练的进行内核调试, 首先要熟悉内核已经给我们提供的工具,然后实实在在的去做一些内核功能的开发,在开发的过程中不断熟悉内核代码,增加内核调试的经验. 主要内容: 内核调试的难点 内核调试的工具和方法 总结 内核调试…

20135316王剑桥 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC 1000029000 1.内核态:在高执行级别,代码可以执行特权指令,访问任意的物理地址,这种CPU执行级别就对应着内核态.而在相应的低级别执行状态下,代码的掌控范围会受到限制.只能在对应级别允许的范围内活动.从而保证真个系统更稳定. 2.Intel x86的CPU有四种不同执行级别0-3,Linux只使用其中的0和3来分别表示内核态和用户态. 3.Cs寄存器的…

主要内容: 什么是调度 调度实现原理 Linux上调度实现的方法 调度相关的系统调用 什么是调度 现在的操作系统都是多任务的,为了能让更多的任务能同时在系统上更好的运行,需要一个管理程序来管理计算机上同时运行的各个任务(也就是进程). 这个管理程序就是调度程序,它的功能说起来很简单: 决定哪些进程运行,哪些进程等待 决定每个进程运行多长时间 此外,为了获得更好的用户体验,运行中的进程还可以立即被其他更紧急的进程打断. 总之,调度是一个平衡的过程.一方面,它要保证各个运行的进程能够最大限度的使用C…

1.临界区(critical regions)就是访问和操作共享数据的代码段.多个执行线程并发访问同一个资源通常是不安全的,为了避免在临界区中并发访问,编程者必须保证这些代码 原子地执行.也就是说,代码在执行结束前不可被打断,就如同整个临界区是一个不可分割的指令一样. 2.如果两个执行线程有可能处于同一个临界区中,我们就称他是竞争条件(race conditions).避免并发和防止竞争条件被称为同步(synchronization). 3.内核中可能造成并发执行的原因有以下几点: 中断-中断几…

<Linux内核分析>第四周学习笔记 扒开系统调用的三层皮(上) 郭垚 原创作品转载请注明出处 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 一.用户态.内核态和中断 用户态.内核态和中断处理过程 1. 通过库函数完成系统调用:库函数将系统调用封装起来. 2. 用户态与内核态 内核态:一般现代CPU有几种指令执行级别.在高执行级别下,代码可以执行特权指令,访问任意的物理地址,这种CPU执行级别对应…

原创文章,转载请注明:Linux内核学习笔记-2.进程管理) By Lucio.Yang 部分内容来自:Linux Kernel Development(Third Edition),Robert Love,陈莉君等译. 1.进程 进程是正在执行的程序代码的实时结果,包含打开的文件.挂起的信号等.线程是进程中的活动的对象,内核调度的对象是线程.在Linux内核对线程与进程并不加以区分,线程只不过是一种特殊的进程. 2.进程描述符 内核把进程的信息存放在task list的双向循环链表中,链表中的…

原创文章,转载请注明:Linux内核学习笔记-1.简介和入门 By Lucio.Yang 部分内容来自:Linux Kernel Development(Third Edition),Robert Love,陈莉君等译. 1.操作系统和内核简介 Linux内核是自由公开软件,使用GNU的General Public License(GPL)第二版作为限制条款.大多数软件许可证决意剥夺你共享和修改软件的自由.相比之下,GNU通用公共许可证试图保证你共享和修改自由软件的自由. 通常一个内核负责响应中…

<Linux内核分析>第四周学习总结                         ——扒开系统调用的三层皮 姓名:王玮怡  学号:20135116 理论总结部分: 第一节 用户态.内核态和中断 一.用户态.内核态和中断处理过程 一般现代CPU都有几种不同的指令执行级别 1.用户态 在相应的低级执行状态下,代码的掌控范围会受到限制,此时为用户态. 2.内核态 在高执行级别下,代码可以执行特权指令,访问任意的物理地址,这种CPU执行级别就对应着内核态. 3.举例 Intel x86 CPU有四…

Linux内核学习笔记二——进程   一 进程与线程 进程就是处于执行期的程序,包含了独立地址空间,多个执行线程等资源. 线程是进程中活动的对象,每个线程都拥有独立的程序计数器.进程栈和一组进程寄存器. 内核调度的对象是线程而不是进程.对Linux而言,线程是特殊的进程. 二 进程描述符及任务结构 内核使用双向循环链表的任务队列来存放进程,使用结构体task_struct来描述进程所有信息. 1 进程描述符task_struct struct task_struct {}结构体相当大,大约1.7…

[李行之 原创作品转载请注明出处 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000] <Linux内核分析> 第四周 PART ONE 知识点梳理 之 基础:用户态&内核态与系统调用的关系 1.用户态.内核态区别 在高级别的状态下,代码可以执行特权指令,访问任意的物理地址:一般在Linux中,0xc0000000以上的地址(指的是逻辑地址)空间只能在内核态下访问: 在相应的低级别执行状态下,代…

王剑桥Linux内核学习笔记 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 计算机是如何工作的 个人理解:计算机就是通过和用户进行交互,执行用户的指令,这些指令存放在内存中,通过寄存器存储,堆栈变化,来一步步顺序执行. 一.存储程序计算机工作模型 1.冯诺依曼体系结构-存储程序计算机 硬件角度(主板):通过cpu中IP寄存器指向一个代码段运行某些指令: 寄存区,指向内存的某一块区域(代码段) IP:16位cp…

Linux内核同步笔记 几个基本概念 - 临界区(critical region):访问和操作共享数据的代码段: - 原子操作:操作在执行中不被打断,要么不执行,要么执行完: - 竞争条件: 两个线程处于同一个临界区内执行,对数据同时访问或操作,称之为竞争: - 同步(synchronization):避免并发和防止竞争条件成为同步. 预防死锁 - 按顺序加锁,使用嵌套锁时,必须注意按顺序加锁,可以防止拥抱类死锁. - 防止饥饿 - 不要重复请求同一个锁 - 设计力求简单. 原子操作 原子操作可…

扒开系统调用的三层皮(上) 一.用户态.内核态和中断 库函数将系统调用封装起来. 1.什么是用户态和内核态 一般现代CPU都有几种不同的指令执行级别. 在高执行级别下,代码可以执行特权指令,访问任意的物理地址,这种CPU执行级别就对应着内核态. 而在相应的低级别执行状态下(用户态),代码的掌控范围会受到限制.只能在对应级别允许的范围内活动.系统容易崩溃. 在intel X86CPU有四种不同的执行级别0,1,2,3,linux只使用了0级和3级分别来表示内核态和用户态. 2.在linux内核代码…

以下为本人学习笔记,如有转载请注明出处,谢谢 DEFINE_MUTEX(buzzer_mutex); mutex_lock(&buzzer_mutex); mutex_unlock(&buzzer_mutex); static void WriteNumber(const char *fileName, int number) { FILE *fp; fp = fopen(fileName, "w"); if (fp == NULL) { LCD_DEBUG("…

第四周 扒开系统调用的三层皮(上) 郝智宇 无转载 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 一.用户态.内核态和中断处理过程 1.我们与系统调用打交道是通过库函数的方式 2.一般现代CPU都有几种不同的指令执行级别 因为如果所有程序员写的代码都可以有特权指令的话,系统就会很容易崩溃.      3.中断处理是从用户态进入内核态主要的方式 从用户态切换到内核态时,,必须保存用户态的寄存器上下文 中断/in…

本篇读书笔记主要参考自<深入解析Windows操作系统>和<软件调试>这两本书. IDT是处理异常,实现操作系统与CPU的交互的关口. 系统在初始化阶段会去填写这个结构. IDT的每一个表项都成为门描述符,因为IDT的功能就像大门一样,从一个空间跳到另一个空间去执行. IDT中包含三种门描述符 任务门描述符:用于任务切换 中断门描述符:用于描述中断处理例程 陷阱们描述符:用于描述异常处理例程 CPU如何使用IDT cpu首先根据IDTR找到IDT,再利用向量号码找到门描述符.再去判…

内存管理学习笔记 页 页是内核管理内存的基本单位,内存管理单元(MMU,管理内存并把虚拟地址转化为物理地址的硬件)通常以页为单位进行处理,从虚拟内存的角度看,页就是最小单位. struct page{ unsigned long flags; atomic_t _count; atomic_t _mapcoount; unsigned long private; struct address_space *mapping; pgoff_t index; struct list_head lru;…

我在MOOC<Linux内核分析>的学习笔记,这里只做个索引! 计算机是如何工作的…

[刘蔚然 原创作品转载请注明出处 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000] WEEK FOUR(3.14——3.20)扒开系统调用的“三层皮” SECTION 1 用户态.内核态和中断处理过程 1.用户态.内核态区别 在高级别的状态下,代码可以执行特权指令,访问任意的物理地址: 在相应的低级别执行状态下,代码的掌控范围会受到限制. 为什么会有这种级别划分? 没有访问权限划分容易使得系统混乱(毕竟普通程序…

一 页 内核把物理页作为内存管理的基本单位:内存管理单元(MMU)把虚拟地址转换为物理 地址,通常以页为单位进行处理.MMU以页大小为单位来管理系统中的也表. 32位系统:页大小4KB 64位系统:页大小8KB 内核用相应的数据结构表示系统中的每个物理页: <linux/mm_types.h> struct page {} 内核通过这样的数据结构管理系统中所有的页,因此内核判断一个页是否空闲,谁有拥有这个页 ,拥有者可能是:用户空间进程.动态分配的内核数据.静态内核代码.页高速缓存…… 系统中…

1.vanbreaker的专栏 2.LinuxKernel Exploration 3.DroidPhone的专栏 4.Linux内核研究以及学习文档和ARM学习以及研究的开放文档   [力荐] 5.Linux内核之旅 6.时钟管理系统和中断子系统 7. http://www.cnblogs.com/bastard/category/412387.html…

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…

实验过程 选择20号系统调用getpid(取得进程识别码) 在网上查询getpid函数的C语言代码以及其嵌入式汇编语句 C语言代码: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> int main(int argc, const char *argv[]) { pid_t tt; tt = getpid(); printf("%u\n&q…

第一章 LINUX内核简介 1.1 Unix的历史 1969年的夏天,贝尔实验室的程序员们在一台PDR-7型机上实现了Unix这个全新的操作系统. 1973年,整个Unix系统用C语言进行了重写,给后来Unix系统的广泛移植铺平了道路. 伯克利的第一个Unix演化版是1977年推出的1BSD系统. 伯克利真正独立开发的Unix系统是于1979年推出的3BSD系统,支持虚拟内存. 1994年重写了虚拟内存子系统,推出了最终官方版,即4.4BSD. Unix内核的特点: 首先,Unix很简洁,仅仅提…

系统调用的三个层次 一.用户态.内核态和中断 用户通过库函数与系统调用联系起来. 1.内核态 在高的执行级别下,代码可以执行特权指令,访问任意的物理地址,这时的CPU就对应内核态 2.用户态: 在低级别的指令状态下,代码 只能在级别允许的特定范围内活动.在日常操作下,执行系统调用的方式是通过库函数,库函数封装系统调用,为用户提供接口以便直接使用. intel x86 CPU有四个权限分级,0-3.Linux只取两种,0是内核态,3是用户态 区分权限级别使得系统更加稳定. 3.中断(切换) 中断处…

一.预处理.编译.链接和目标文件的格式 (一)可执行程序是怎么得来的? 1. 2.可执行文件的创建——预处理.编译和链接 shiyanlou:~/ $ cd Code                                                [9:27:05] shiyanlou:Code/ $ vi hello.c                                          [9:27:14] shiyanlou:Code/ $ gcc -E -o h…

一.知识要点 1.计算机是如何工作的?(总结)——三个法宝 存储程序计算机工作模型,计算机系统最最基础性的逻辑结构: 函数调用堆栈,高级语言得以运行的基础,只有机器语言和汇编语言的时候堆栈机制对于计算机来说并不那么重要,但有了高级语言及函数,堆栈成为了计算机的基础功能: enter pushl %ebp movl %esp,%ebp leave movl %ebp,%esp popl %ebp 函数参数传递机制和局部变量存储 了解堆栈存在的目的和编译器对堆栈使用的规则是理解操作系统一些关键性代码…

一.知识点总结 (一)Linux源代码简介 arch/x86目录下的代码是我们重点关注的 内核启动相关代码都在init目录下 start_kernel函数相当于普通C程序的main函数 linux的核心代码都在kernel目录中 arch/ 支持不同cpu的源代码 Documentations/ 文档存储 init/ 内核启动相关代码 kenerl/ 进程调度相关代码 ipc/ 进程间通信 lib/ 公共库文件 mm/ 内存管理相关的代码 (二)构造一个简单的Linux系统 启动MenuOS系统…