转自:http://blog.csdn.net/shallnet/article/details/47734053 版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载.如果您觉得文章对您有用,请点击文章下面“顶”. [版权声明:尊重原创,转载请保留出处:blog.csdn.net/shallnet,文章仅供学习交流,请勿用于商业用途] 本专栏分析linux内核的设计实现,包括系统调用.中断.下半部机制.时间管理.内核同步.进程管理.内存管理等相关内容. 把握linux内核设计思想(一):系统调用…

[版权声明:尊重原创,转载请保留出处:blog.csdn.net/shallnet,文章仅供学习交流,请勿用于商业用途] 本专栏分析linux内核的设计实现,包含系统调用.中断.下半部机制.时间管理.内核同步.进程管理.内存管理等相关内容. 把握linux内核设计思想(一):系统调用 把握linux内核设计思想(二):硬中断及中断处理 把握linux内核设计思想(三):下半部机制之软中断 把握linux内核设计思想(四):下半部机制之tasklet 把握linux内核设计思想(五):下半部机制之…

[版权声明:尊重原创.转载请保留出处:blog.csdn.net/shallnet,文章仅供学习交流,请勿用于商业用途]         工作队列是下半部的第二种将工作推后运行形式.和软中断.tasklet不同,工作队列将工作推后交由一个内核线程去运行,而且该下半部总会在进程上下文中运行. 这样,工作队列同意又一次调度甚至是睡眠.         所以.假设推后执行的任务须要睡眠.就选择工作队列.假设不须要睡眠.那就选择软中断或tasklet.工作队列是唯一能在进程上下文中执行的下半部实现机制,…

[版权声明:尊重原创.转载请保留出处:blog.csdn.net/shallnet,文章仅供学习交流,请勿用于商业用途]         中断处理程序以异步方式执行,其会打断其它重要代码,其执行时该中断同级的其它中断会被屏蔽,而且当前处理器上全部其它中断都有可能会被屏蔽掉,还有中断处理程序不能堵塞,所以中断处理须要尽快结束.因为中断处理程序的这些缺陷,导致了中断处理程序仅仅是整个硬件中断处理流程的一部分,对于那些对时间要求不高的任务.留给中断处理流程的另外一部分,也就是本节要讲的中断处理流程的下…

[版权声明:尊重原创,转载请保留出处:blog.csdn.net/shallnet,文章仅供学习交流,请勿用于商业用途]         前面章节说到了把工作推后到除如今以外的时间运行的机制是下半部机制,可是当你须要将工作推后到某个确定的时间段之后运行.使用定时器是非常好的选择. 上一节内核时间管理中讲到内核在始终中断发生运行定时器,定时器作为软中断在下半部上下文中运行.时钟中断处理程序会运行update_process_times函数,在该函数中运行run_local_timers()函数来标…

[版权声明:尊重原创,转载请保留出处:blog.csdn.net/shallnet.文章仅供学习交流,请勿用于商业用途] 进程地址空间由进程可寻址的虚拟内存组成,Linux 的虚拟地址空间为0~4G字节(注:本节讲述均以32为为例).Linux内核将这 4G 字节的空间分为两部分.将最高的 1G 字节(从虚拟地址0xC0000000到0xFFFFFFFF).供内核使用,称为"内核空间". 而将较低的 3G 字节(从虚拟地址 0x00000000 到 0xBFFFFFFF),供各个进程使…

[版权声明:尊重原创.转载请保留出处:blog.csdn.net/shallnet,文章仅供学习交流,请勿用于商业用途] 操作系统负责管理硬件设备.为了使系统和硬件设备的协同工作不减少机器性能.系统和硬件的通信使用中断的机制,也就是让硬件在须要的时候向内核发出信号,这样使得内核不用去轮询设备而导致做非常多无用功.         中断使得硬件能够发出通知给处理器.硬件设备生成中断的时候并不考虑与处理器的时钟同步,中断能够随时产生. 也就是说,内核随时可能由于新到来的中断而被打断. 当接收到一个中…

[版权声明:尊重原创,转载请保留出处:blog.csdn.net/shallnet,文章仅供学习交流.请勿用于商业用途] 上一节最后说到对于小内存区的请求,假设採用伙伴系统来进行分配,则会在页内产生非常多空暇空间无法使用.因此产生slab分配器来处理对小内存区(几十或几百字节)的请求.Linux中引入Slab的主要目的是为了降低对伙伴算法的调用次数. 内核常常重复使用某一内存区.比如.仅仅要内核创建一个新的进程,就要为该进程相关的数据结构(task_struct.打开文件对象等)分配内存区.当进…

Linux内核设计第三周 ——构造一个简单的Linux系统 一.知识点总结 计算机三个法宝: 存储程序计算机 函数调用堆栈 中断 操作系统两把宝剑: 中断上下文的切换 进程上下文的切换 linux内核源代码分析 arch/目录保存支持多种CPU类型的源代码 其中的关键目录包括:Documentation.drivers.firewall.fs(文件系统).include init目录:含有main.c,内核启动相关的代码基本都在init目录下 start_kernal()函数为启动函数,初始化内…

陈巧然 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 实验步骤 登陆实验楼虚拟机http://www.shiyanlou.com/courses/195 打开shell终端,执行以下命令: cd LinuxKernel/ qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage-initrd rootfs.img 执行完毕后会弹出QEMU窗口,输…

# 下半部笔记 1. 软中断 软中断实现 软中断是在编译期间静态分配,其结构如下所示,结构中包含一个接受该结构体指针作为参数的action函数. struct softirq_action{ void (*action)(struct softirq_action *); } 在kernel/softirq.c中定义了一个包含32个结构体的数组,每个数组成员都是一个被注册的软中断,数组如下所示: static struct softirq_action softirq_vec[NR_SOFTIR…

本文结合具体代码对 Linux 内核中的 device mapper 映射机制进行了介绍.Device mapper 是 Linux 2.6 内核中提供的一种从逻辑设备到物理设备的映射框架机制,在该机制下,用户可以很方便的根据自己的需要制定实现存储资源的管理策略,当前比较流行的 Linux 下的逻辑卷管理器如 LVM2(Linux Volume Manager 2 version).EVMS(Enterprise Volume Management System).dmraid(Device M…

本文结合具体代码对 Linux 内核中的 device mapper 映射机制进行了介绍.Device mapper 是 Linux 2.6 内核中提供的一种从逻辑设备到物理设备的映射框架机制,在该机制下,用户可以很方便的根据自己的需要制定实现存储资源的管理策略,当前比较流行的 Linux 下的逻辑卷管理器如 LVM2(Linux Volume Manager 2 version).EVMS(Enterprise Volume Management System).dmraid(Device M…

<Linux内核设计与实现>课本第三章自学笔记 进程管理 By20135203齐岳 进程 进程:处于执行期的程序.包括代码段和打开的文件.挂起的信号.内核内部数据.处理器状态一个或多个具有内存映射的内存地址空间或执行线程等其他资源. 线程:是在进程中活动的对象.每个线程都有一个独立的程序计数器.进程栈和一组进程寄存器.内核调度的对象是线程而非进程.操作系统中进程提供两种虚拟机制:虚拟存储器和虚拟内存. 程序:本身并不是进程,进程是处于执行期的程序以及相关的资源的总称.不同的进程可以执行同一个程…

第3章 进程管理 3.1 进程 1.进程 进程就是处于执行期的程序. 进程包括: 可执行程序代码 打开的文件 挂起的信号 内核内部数据 处理器状态 一个或多个具有内存映射的内存地址空间 一个或多个执行线程 用来存放全局变量的数据段 …… 实际上,进程就是正在执行的程序代码的实时结果 2.执行线程 简称线程,是在进程中活动的对象. 每个线程都拥有一个独立的程序计数器.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. 进程提供两种虚拟机制: 虚拟处理器和虚拟内存. 在线程之间可以共享虚拟…

<Linux内核设计与实现>第六周读书笔记——第三章 20135301张忻估算学习时间:共2.5小时读书:2.0代码:0作业:0博客:0.5实际学习时间:共3.0小时读书:2.0代码:0作业:0博客:1.0耗时估计的公式:Y=X+X/N ,Y=X-X/N 第3章 进程管理20 3.1 进程20 进程就是处于执行期的程序(目标码存放在某种存储介质上),但进程并不仅仅局限于一段可执行程序代码.通常进程还要包含其他资源,像打开的文件,挂起的信号,内核内部数据,处理器状态,一个或多个具有内存映射的内存…

<Linux内核设计与实现>读书笔记--第一二章 20135301张忻 估算学习时间:共2小时 读书:1.5 代码:0 作业:0 博客:0.5 实际学习时间:共2.5小时 读书:2.0 代码:0 作业:0 博客:0.5 耗时估计的公式:Y=X+X/N ,Y=X-X/N 第一章 Linux内核简介 1.1 Unix的历史 由于Unix系统设计简洁并且在发布时提供源代码,所以许多其他组织和团体都对它进了进一步的开发. Unⅸ虽然已经使用了40年,但计算机科学家仍然认为它是现存操作系统中最强大和最优…

chapter 3 进程管理 3.1 进程 进程就是处于执行期的程序. 进程就是正在执行的程序代码的实时结果. 内核调度的对象是线程而并非进程. 在现代操作系统中,进程提供两种虚拟机制: 虚拟处理器 虚拟内存 进程是处于执行期的程序以及相关的资源的总称. 进程包括代码段和其他资源. 几个函数: fork():创建新进程 exec():创建新的地址空间并把新的程序载入其中 clone():fork实际由clone实现 exit():退出执行 wait4():父进程查询子进程是否终结 wait().…

LINUX内核设计与实现第三周读书笔记 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…

在前一章也提到过,之所以中断会分成上下两部分,是由于中断对时限的要求非常高,需要尽快的响应硬件. 主要内容: 中断下半部处理 实现中断下半部的机制 总结中断下半部的实现 中断实现示例 1. 中断下半部处理 那么对于一个中断,如何划分上下两部分呢?哪些处理放在上半部,哪些处理放在下半部? 这里有一些经验可供借鉴: 如果一个任务对时间十分敏感,将其放在上半部 如果一个任务和硬件有关,将其放在上半部 如果一个任务要保证不被其他中断打断,将其放在上半部 其他所有任务,考虑放在下半部 2. 实现中断下半部…

上半部分的中断处理有一些局限,包括: 中断处理程序以异步方式执行,并且它有可能打断其他重要代码的执行. 中断会屏蔽其他程序,所以中断处理程序执行的越快越好. 由于中断处理程序往往需要对硬件进行操作,所以它们通常又很高的时限要求. 中断处理程序不在进程上下文中运行,所以它们不能阻塞.这限制它们所做的事情. 一.下半部 下半部的任务就是执行与中断处理密切相关但中断处理程序本身不执行的工作. 中断处理程序会异步执行并且在最好的情况下也会锁定当前的中断线. 如果一个任务对时间非常敏感,将其放在中断处理程…

一.相关历史 1. Unix内核的特点 简洁:仅提供系统调用并有一个非常明确的设计目的 抽象:几乎所有东西都被当做文件 可移植性:使用C语言编写,使得其在各种硬件体系架构面前都具备令人惊异的移植能力 进程:创建迅速,一次执行保质保量地完成一个任务:独特的fork系统调用 清晰的层次化结构:策略和机制分离的理念,简单的进程间通信元语把单一目的的程序方便地组合在一起 2. 关于Linux内核 自由/开源的软件 类Unix系统:设计思想相似. 一切皆文件 特定的单一用途 & 简单的组合方式 二.操作系…

      从题目中可以看到,这篇文章是以我读<Linux内核设计与实现>而想到的其他我读过的书,所以,这篇文章的主要支撑点是<Linux内核>.       开始读这本书已经是很久以前的事了,不过,由于时间和精力原因,没有认真的分析和深入研究这本书所涉及的诸多内容,现在想来,仍旧很是遗憾,直到最近,再次把这本书拿过来阅读,才勉强可以说是对书中的知识点有了一定的了解,我说的这种了解,远达不到精通的地步,可能略懂才更适合我.       好吧,首先先简单的介绍下这本书.这本书的作者是…

<深入理解Android内核设计思想> 基本信息 作者: 林学森 出版社:人民邮电出版社 ISBN:9787115348418 上架时间:2014-4-25 出版日期:2014 年5月 开本:16开 页码:687 版次:1-1 所属分类:计算机 > 软件与程序设计 > 移动开发 > Android 更多关于>>><深入理解Android内核设计思想> 编辑推荐 基于Android SDK最新版本 全面细致地剖析了进程/线程模型.内存管理.Bind…

<Linux内核设计与实现>CHAPTER17阅读梳理 [学习时间:3.5hours] [学习内容:设备类型,模块,内核对象,sysfs] 个人思考部分见[]标出的部分 一.课堂讲解整理&思考 1.什么是模块?为什么需要模块?它和设备有什么关系? 首先,一个操作系统(这里以Linux系统为例)会关联很多设备,从大家比较熟悉的键盘.打印机,到硬盘.光盘,再到比较专业的一些电路板设备.机械设备以及其他设备:操作系统必须能够向这些设备发出有效指令以便于操控,同时还要根据各个设备能接受的指令差…

<Linux内核设计与实现>课本第五章学习笔记 By20135203齐岳 与内核通信 用户空间进程和硬件设备之间通过系统调用来交互,其主要作用有三个. 为用户空间提供了硬件的抽象接口. 保证了系统的稳定和安全. 实现多任务和虚拟内存.保证良好的稳定性和安全性. 系统调用是用户空间访问内核的唯一手段:除异常和陷入外,是内核唯一合法的入口. API.POSIX和C库 应用程序通过在用户空间实现的应用编程接口(API)而非直接通过系统调用来编程. POSIX是应用编程接口的一个国际标准,C库提供了P…

读完这本书回过头才发现, 第一篇笔记居然是 2012年8月发的, 将近一年半的时间才看完这本书(汗!!!). 为了方便以后查看, 做个<Linux内核设计与实现>读书笔记 的目录: <Linux内核设计与实现>读书笔记(一)-内核简介 <Linux内核设计与实现>读书笔记(二)- 内核开发的准备 <Linux内核设计与实现>读书笔记(三)- Linux的进程 <Linux内核设计与实现>读书笔记(四)- 进程的调度 <Linux内核设计与实…

Linux内核设计第一周 ——从汇编语言出发理解计算机工作原理 作者:宋宸宁(20135315) 一.实验过程 图1 编写songchenning5315.c文件 图2 将c文件汇编成32位机器语言 图3 将.s文件中的链接语句删除,获得最后的汇编代码 二.分析堆栈变化情况 三.总结 阐明对“计算机是如何工作的”的理解. ①计算机是依据冯诺依曼体存储结构,依据其核心思想——存储程序计算机工作模型,按程序编排的顺序,一步一步地取出指令,自动地完成指令规定的操作. ②从硬件的角度看,是通过总线连接C…

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…

Linux内核设计第四周 ——扒开系统调用三层皮 一.知识点总结 (一).系统调用基础知识 1.用户态和内核态 内核态: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: 用户态:在相应的低级别执行状态下,代码的掌控范围会受到限制. 区分: CPU每条指令的读取都是通过cs:eip,cs寄存器最低两位表明了当前代码的特权级.内核态下可访问所有地址空间. 0xc0000000(逻辑地址)以上的空间只能在内核态下访问 0x00000000 ~ 0xbfffffff 内核态和用户态均可访问…