一个 ISA 设备可配备有 I/O 端口, 内存区, 和中断线. 尽管 x86 处理器支持 64 KB I/O 端口内存(即, 处理器有 16 条地址线), 一些老 PC 硬 件仅解码最低的 10 位地址线. 这限制可用的地址空间为 1024 个端口, 因为任何在 1 KB 到 64 KB 范围内的地址都被只解码低地址的任何设备错当成一个低地址. 一些外设解 决这个限制通过映射一个端口到低 KB 并且使用高地址线来选择不同的设备寄存器. 例如, 一个映射在 0x340 的设备可安全地使用端口 0…

1.内核中断概述 (1)在OS环境下编写中断处理函数与之前在裸机中编写中断处理函数的方式是不一样的,在Linux内核中提供了一套用来管理硬件中断资源的软件体系架构. (2)在操作系统中,中断号与gpio.内存一样被认为是一种硬件资源,当我们需要使用某一个中断号时必须向操作系统申请中断资源,只有申请成功才能够使用,否则 就不能被自己使用. 2.中断的申请及释放 在Linux内核中提供了专用接口用来申请中断资源,这个接口就是:request_irq (1)函数原型: request_irq(unsi…

操作系统的三个作用:1.管理硬件资源:2.提供独立于架构和硬件的可移植的软件接口3.处理不同应用对相同硬件资源的同时访问 系统调用接口是稳定的,系统调用由c函数库封装,用户程序基本不需要直接调用系统函数. linux系统通过虚拟文件系统向用户空间提供系统和内核信息,虚拟文件系统允许应用程序访问实际存储空间不存在的文件和目录,虚拟文件系统由内核动态创建. 最重要的两个虚拟文件系统是/proc 和/sysfs这两个文件系统 proc挂载在/proc目录下,提供操作系统的一些信息如进程信息和内存参数管…

Linux内核设计第二周 ——操作系统工作原理 作者:宋宸宁(20135315) 一.实验过程 图1 执行效果 从图中可以看出,每执行my_ start_ kernel函数两次或一次,my_ time_ hander函数执行一次. 图2 mymain.c文件关键代码部分 图3 myinterrupt.c文件关键代码部分 二.分析分析进程的启动和进程的切换机制(分析见注释) 1.myinterrupt.c /* * linux/mykernel/myinterrupt.c * * Kernel i…

韩玉琪 + 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.进程切换的关键代码 操作系统原理中介绍了大量进程调度算法,这些算法从实现的角度看仅仅是从运行队列中选择一个新进程,选择的过程中运用了不同的策略而已. 对于理解操作系统的工作机制,反而是进程的调度时机与进程的切换机制更为关键. 1. 进程的调度时机 不同类型的进程有不同的调度需求 (1)第一种分类: I/O-bound 频…

在本周的课程中,孟老师主要讲解了操作系统是如何工作的,我根据自己的理解写了这篇博客,请各位小伙伴多多指正. 一.知识点总结 1. 三个法宝 存储程序计算机:所有计算机基础性的逻辑框架. 堆栈:高级语言的起点,函数调用需要堆栈机制. 中断机制:多道系统的基础,是计算机效率提升的关键. 2. 函数调用堆栈 堆栈是C语言程序运行时必须的一个记录调用路径和参数的空间,即CPU内已经集成好了很多功能. 堆栈含以下元素: 函数调用框架 传递参数 保存返回地址(%eax) 提供局部变量空间 等等 C语言编译器…

内核简单介绍 Linux 构成 Linux 为什么被划分为系统空间和内核空间 隔离核心程序和应用程序,实现对核心程序和数据的保护. 什么内核空间,用户空间 内核空间和用户空间是程序执行的两种不同的状态,Linux对自身软件系统进行了划分,一部分核心的软件独立于普通的软件,拥有特权级别,可以訪问平台的全部硬件和资源,称为"内核空间".而普通的软件执行在"用户空间",它仅仅拥有有限的系统资源,不能直接訪问内核空间和硬件资源. 将系统分为"内核空间"和…

本系列文章假设读者已对linux有一定的了解,其实学习linux内核不需要有很深的关于linux的知识,只需要了解以下内容:linux基础知识及基本shell命令:现代操作系统的基本概念:C语言和gcc基本使用. 在开始我们的linux内核学习之前.首先需要搭建我们的工作学习环境,即安装linux系统.关于linux系统构建本身的学问已经复杂到可以成为一个独立的学科了,毕竟这不是我们学习的内容,所以我选择最简单的方法:选择一个linux发行版进行安装. 1 选择linux发行版 即使使用最简单的…

原文:Linux内核分析(七)----并发与竞态 Linux内核分析(七) 这两天家里的事好多,我们今天继续接着上一次的内容学习,上次我们完善了字符设备控制方法,并深入分析了系统调用的实质,今天我们主要来了解一下并发和竞态. 今天我们会分析到以下内容: 1.      并发和竞态简介 2.      竞态解决办法 3.      为我们的虚拟设备增加并发控制 在前几次博文我们已经实现了简单的字符设备,看似完美但我们忽视了一个很严重的问题,即并发问题,那么什么是并发,又如何解决并发呢,我们下面进行…

一.什么是Linux内核: 内核->操作系统中最重要的部分,内核将在系统引导时被装载进RAM,其中包含了很多关键的例程,以操作系统.内核是OS最为关键的部分,人们常将OS(操作系统)与内核等同. 内核,是一个操作系统的核心.它负责管理系统的进程.内存.设备驱动程序.文件和网络系统,决定着系统的性能和稳定性. 想象一下,拥有了内核的源程序对你来说意味着什么?我们可以了解系统是如何工作的.通过通读源代码,我们就可以了解系统的工作原理,这在Windows下简直是天方夜谭.我们还可以针对自己的情况,量体…

打算给我们部门弄个内部分享.发现大家对一些底层知识的认知停留在一句一句的,比如听说JVM使用-XX:-UseBiasedLocking取消偏向锁可以提高性能,因为它只适用于非多线程高并发应用.使用数字对象的缓存-XX:AutoBoxCacheMax=20000比默认缓存-128~127要提高性能.对于JVM和linux内核,操作系统没有系统的概念,遇到实际问题往往没有思路.所以我的内部分享,主要分为linux部分,jvm部分和redis部分.这篇是linux篇.学习思路为主,知识为辅.我也是菜鸟…

打算给我们部门弄个内部分享.发现大家对一些底层知识的认知停留在一句一句的,比如听说JVM使用-XX:-UseBiasedLocking取消偏向锁可以提高性能,因为它只适用于非多线程高并发应用.使用数字对象的缓存-XX:AutoBoxCacheMax=20000比默认缓存-128~127要提高性能.对于JVM和linux内核,操作系统没有系统的概念,遇到实际问题往往没有思路.所以我的内部分享,主要分为linux部分,jvm部分和redis部分.这篇是linux篇.学习思路为主,知识为辅.我也是菜鸟…

Linux内核剖析 之 内核同步 主要内容 1.内核请求何时以交错(interleave)的方式执行以及交错程度如何. 2.内核所实现的基本同步机制. 3.通常情况下如何使用内核提供的同步机制. 内核如何为不同的请求服务 哪些服务? ====>>> 为了更好地理解内核是如何执行的,我们把内核看做必须满足两种请求的侍者:一种请求来自顾客,另一种请求来自数量有限的几个不同的老板.对于不同的请求,侍者采用如下的策略: 1.老板提出请求时,如果侍者空闲,则侍者开始为老板服务. 2.如果老板提出请…

本文介绍了系统调用的一些实现细节.首先分析了系统调用的意义,它们与库函数和应用程序接口(API)有怎样的关系.然后,我们考察了Linux内核如何实现系统调用,以及执行系统调用的连锁反应:陷入内核,传递系统调用号和参数,执行正确的系统调用函数,并把返回值带回用户空间.最后讨论了如何增加系统调用,并提供了从用户空间访问系统调用的简单例子. 参考 <Linux内核设计与实现>读书笔记(五)- 系统调用 系统调用概述 计算机系统的各种硬件资源是有限的,在现代多任务操作系统上同时运行的多个进程都需要访问…

<Linux内核分析>第八周学习总结                                      ——进程的切换和系统的一般执行过程 姓名:王玮怡  学号:20135116 一.理论部分总结 (一)进程切换的关键代码switch_to的分析 1.进程调度与进程调度的时机分析 (1)调度策略 调度策略是一组规则,它们决定什么时候以怎样的方式选择一个新进程运行,无论何种策略,都是从运行队列中选出一个进程作为next来执行,Linux内核中的调度算法相关代码使用了类似OOD中的策略模式…

进程的切换和系统的一般执行过程 于佳心  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 试验:理解进程调度时机跟踪分析进程调度与进程切换的过程 按照老规矩进入qemu 启动gdb之后完成一系列设置,最后设置一个断点schedule,然后开始漫长的跟踪之路 运行到schedule停下了 进程切换的关键代码switch_to分析 进程的调度时机与进程的切换 不同类型的进程有不同的调度需求…

程涵  原创博客 <Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 进程的切换和系统的一般执行过程 知识点梳理 一.进程切换的关键代码分析 1.1 进程调度与进程调度的时机分析 操作系统原理中介绍了大量进程调度算法,这些算法从实现的角度看仅仅是从运行队列中选择一个新进程,选择的过程中运用了不同的策略而已. 对于理解操作系统的工作机制,反而是进程的调度时机与进程的切换机制更为关键. 不同类型的进程有不同的调度需求…

mykernel实验指导(操作系统是如何工作的) 实验要求 运行并分析一个精简的操作系统内核,理解操作系统是如何工作的 使用实验楼的虚拟机打开shell cd LinuxKernel/linux-3.9.4 qemu -kernel arch/x86/boot/bzImage 然后cd mykernel 您可以看到qemu窗口输出的内容的代码mymain.c和myinterrupt.c 实验截图 首先是 然后是 之后是 要建立一个简单的时间片轮转多道程序,按照实验楼给的链接,找到了几个源代码,如…

姓名:何伟钦 学号:20135223 ( *原创作品转载请注明出处*) ( 学习课程:<Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-100002900 一.进程调度与进程切换 (一)不同的进程有不同的调度需求   第一种分类: I/O密集型(I/O-bound) 频繁的进行I/O 通常会花费很多时间等待I/O操作的完成 CPU密集型(CPU-bound) 计算密集型 需要大量的CPU时间进行运算 第二种分类: 批处理进程 不必与用…

Linux内核设计期中总结 ● 知识点 一.计算机是如何工作的 计算机是按照冯·诺依曼存储程序的原理. 在执行程序时须先将要执行的相关程序和数据放入内存储器中,在执行程序时CPU根据当前程序指针寄存器的内容取出指令并执行指令,然后再取出下一条指令并执行,如此循环下去直到程序结束指令时才停止执行.其工作过程就是不断地取指令和执行指令的过程,最后将计算的结果放入指令指定的存储器地址中. 计算机工作过程中所要涉及的计算机硬件部件有内存储器.指令寄存器.指令译码器.计算器.控制器.运算器和输入/输出设备…

进程的切换和系统的一般执行过程 贾瑗 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.进程切换的关键代码switch-to分析 1.进程调度与进程调度的时机分析 不同类型的进程有不同的调度需求 第一种 I/O-bound · 频繁的进行I/O · 通常会花费很多的时间等待I/O操作的完成 CPU-bound · 计算密集型 · 需要大量的CPU时间进行计算 //导致交互式计算反应迟…

总结部分: Linux内核源代码: Arch 支持不同cpu的源代码:主要关注x86 Init   内核启动的相关代码:主要关注main.c,整个Linux内核启动代码start_kernel函数 Kernel 核心代码 installing the kernel source:如何安装内核源代码 构建Linux系统os 使用gdb跟踪内核运行过程 -S cpu在初始化之前将其冻结 -s 在tcp端口创建server 分析start_kernel函数 Trap init 涉及中断 这个函数用来做…

本文参考了如下文章 深入理解linux启动过程 mbr (主引导记录(Master Boot Record)) 电脑从开机加电到操作系统main函数之前执行的过程 详解linux系统的启动过程及系统初始化 linux系统的启动流程 关于linux系统的启动流程我们可以按步进行划分为如下: BIOS POST自检 BIOS(Boot Sequence) 引导操作系统 加载对应引导上的MBR(bootloader) 主引导设置加载其BootLoader 加载操作系统 启动BIOS,准备实模式下的中断…

linux内核分析学习笔记 --第四章 系统调用的三层机制 学习重点--系统调用 用户态.内核态和中断 Intel x86 CPU有四种不同的执行级别,分别是0,1,2,3其中数字越小,特权越高. Linux操作系统只采用了其中的0和3两个特权级别,分别对应内核态和用户态. 内核态:对应高执行级别,代码可以执行特权指令,访问任意物理内存,CPU执行级别对应的内核态. 内核态的CS:EIP指向范围是任意地址 用户态:对应底执行级别,代码能够掌控的范围会受到限制. 用户态时,以32位x86机器为例,…

张文俊 + 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.第二周学习内容总结 1.计算机工作“三大法宝” 首先,计算机工作原理最重要的三个内容就是:存储程序计算机工作模型.中断机制和函数调用堆栈. 存储程序计算机工作模型是计算机系统最最基础性的逻辑结构: 中断机制是多道程序操作系统的基点,没有中断机制程序只能从头一直运行结束才有可能开始运行其他程序: 函数调用堆栈是高级语言得以…

Linux内核学习总结 符钰婧 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 这八周以来,我从拼不出来"Linux"这个词到知道了很多专有名词,也能大概了解Linux的工作机制,这一系列的进步都是一周周积累下来的.现在回过头来看,有种阳光总在风雨后的感觉,虽然这个比喻好像不太恰当. 闲话少说,接下来就进入这次的正题. 一.首先是对Linux操作系统的理解 1.操作系…

一个简单的时间片轮转多道程序 操作系统的"两把剑":中断上下文(保存现场和恢复现场)和进程上下文的切换 源代码的分析 *使用的源代码为视频中所使用的精简内核的源代码 首先分析mypcd.h struct Thread { unsigned long ip;//point to cpu run address unsigned long sp;//point to the thread stack's top address //todo add other attrubte of sy…

<Linux内核分析>第二周学习笔记 操作系统是如何工作的 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 1. 前言 计算机是如何工作的? 三个法宝: 存储程序计算机:所有计算机基础性的逻辑框架. 堆栈:高级语言的起点,函数调用需要堆栈机制. 中断机制:多道系统的基础,是计算机效率提升的关键. 2. 函数调用堆栈 2.1 堆栈 堆栈是C语言程序运行时必须的一个记录调用…

贾瑗 + 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.操作系统是如何工作的 进程:是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础.进程需要执行的时候操作系统对他分配相应的资源的.这里的资源指的就是计算机的硬件和系统资源. CPU只有一个但计算机会有很多进程,所以系统需要轮流给进程分配CPU这个硬件资源,这就是的时间片…

20135313吴子怡.北京电子科技学院 chapter 1 知识点梳理 (一)计算机是如何工作的?(总结)——三个法宝 ①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: ②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 ③中…