<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>CHAPTER4阅读梳理 [学习时间:3hours] [学习内容:多任务:进程调度策略:Linux中进程调度的关键问题:抢占] 个人思考部分见[]标出的部分 一.多任务 1.非抢占式多任务 进程会一直执行直到自己主动停止运行(这一步骤称为让步) 2.抢占式多任务 Linux/Unix使用的是抢占式的方式:强制的挂起进程的动作就叫做抢占.进程在被抢占之前能够运行的时间是预先设置好的(也就是进程的时间片) 二.与策略相关的概念 1.进程的消耗类型 I/O消耗型进程 进程…

<Linux内核设计与实现>CHAPTER18阅读梳理 [学习时间:2hours] [学习内容:bug的来源分析:bug调试途径] 一.bug来源 1.内核中的bug 内核中的bug表现得不像用户级程序中那么清晰——因为内核.用户以及硬件之间的交互会很微妙: 从隐藏在源代码中的错误到展现在目击者面前的bug,往往是经历一系列连锁反应的事件才可能触发的. bug二.调试方法 1.通过打印来调试 优势: 健壮性是printk()函数最容易让人们接受的一个特质(使用环境和时机很广泛): printk…

<Linux内核设计与实现>CHAPTER5阅读梳理 [学习时间:2.5hours] [学习内容:系统调用的概念.功能及实现:系统调用的创建和使用方法] CHAPTER5 系统调用 1.系统调用的作用 系统调用在用户空间和硬件设备之间提供了一个中间层: 为用户空间提供了一个硬件抽象接口: 系统调用保证了系统的稳定和安全(防止应用程序不正确地使用硬件设备): 实现多任务和虚拟内存 2.系统调用的支持方式 系统调用依靠C库支持.用户程序通过包含标准头文件并和C库链接,就可以使用系统调用. C库也实…

<Linux内核设计与实现>第13章阅读总结 [edited by 5216lwr] 一.虚拟文件系统概述 1.虚拟文件系统 (也称作虚拟文件交换或VF)作为内核子系统,为用户空间程序提供了文件和文件系统相关的接口.通过虚拟文件系统,程序可以利用标准的Uinx 系统调用对不同的文件系统,甚至不同介质上的文件系统进行读写操作. 2.通用原理 之所以可以使用这种通用接口(VF)对所有类型的文件系统进行操作,是因为内核在它的底层文件系统接口上建立了一个抽象层. 该抽象层使Linux 能够支持各种文件…

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().…

CHAPTER 18 调试 18.1 准备开始 需要的是准备是: - 一个bug - 一个藏匿bug的内核版本 - 相关内核代码的知识和运气 重点: 想要成功的进行调试,就取决于是否能让这些错误重现.如若不能,消灭bug就只能通过抽象出问题,再从代码中寻找蛛丝马迹来进行了. 18.2 内核中的bug bug出现时可能的症状: 错误代码.(如没把正确的值存放在恰当的位置) 同步时发生的错误.(如共享变量锁定不当) 错误的管理硬件.(如给错误的控制寄存器发送错误的指令) ...... 内核bug发作…

CHAPTER 5 系统调用 5.1 与内核通信 系统调用在用户空间进程和硬件设备之间添加了一个中间层,该层主要作用有三个: 为用户空间提供了一种硬件的抽象接口 系统调用保证了系统的稳定和安全 每个进程都运行在虚拟系统中,而在用户空间和系统的其余部分提供这样一层公共接口. 在Linux中,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,它们是内核唯一的合法入口. 5.2 API.POSIX和C库 一般情况下,应用程序通过在用户空间实现的应用编程接口(API)而不是直接通过系统调用来编程.…

第一章:Linux内核简介 一.Unix和linux Unix是一个强大.健壮和稳定的操作系统. 1.Unix内核特点 十分简洁:仅提供几百个系统调用并且有明确的目的: 在Unix中,大部分东西都被(或者正致力于)被当做文件对待: Unix内核即相关系统工具软件都是用C语言编写的,这使得系统有着强大的可移植性: Unix进程创建非常迅速,目标在于一次执行保质保量地完成一个任务 2.Linux与Unix异同 Linux是基于Unix的类系统,比如它也实现了Unix的API: 但它不同于Unix,没…

<Linux内核设计与实现>CHAPTER1,2阅读梳理 [学习时间:2.5hours] [学习内容:Linux内核简介——历史与现今版本:Linux内核源代码以及编译] CHAPTER1 Linux内核简介 1.Unix内核特点 十分简洁:仅提供几百个系统调用并且有明确的目的: 在Unix中,大部分东西都被(或者正致力于)被当做文件对待: Unix内核即相关系统工具软件都是用C语言编写的,这使得系统有着强大的可移植性: Unix进程创建非常迅速,目标在于一次执行保质保量地完成一个任务 2.L…

chapter1 Linux内核简介 前言:Unix是一个具有相似应用程序编程接口(API)并且基于相似设计理念的操作系统家族. 1.1 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…

Linux内核设计第七周 ——可执行程序的装载 第一部分 知识点总结 一.预处理.编译.链接和目标文件的格式 1.可执行程序是怎么得来的 编译链接的过程 预处理阶段 gcc -E -o XX.cpp XX.c -m32 XX.cpp是预处理文件 编译器生成汇编代码阶段 gcc -x cpp-output -S -o hello.s hello.cpp -m32 XX.s是汇编代码 汇编器生成目标代码阶段 gcc -x assembler -c hello.s -o hello.o -m32 XX…

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 1. 内…

      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…

<Linux内核设计与实现> 第一二章学习笔记 第一章 Linux内核简介 1.1 Unix的历史 Unix的特点 Unix很简洁,所提供的系统调用都有很明确的设计目的. Unix中一切皆文件,对数据和设备的操作都是通过一套相同的系统调用接口进行的. Unix内核和相关的系统工具都是用C语言编写成的. Unix进程创建非常迅速. Unix提供了一套简单而稳定的进程间通信原语. Unix现在已经发展为一个支持抢占式多任务.多线程.虚拟内存.换页.动态链接和TCP/IP网络的现代化操作系统. 1.…

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…

<Linux内核设计与实现>Chapter 1 读书笔记 一.Unix的特点 Unix从Multics中产生,是一个强大.健壮和稳定的操作系统. 特点 1.很简洁 2.在Unix系统中,所有的东西都当做文件对待.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内核和相关的系统工具软件用C语言编写而成——该特点使其具备出色的平台可移植性 4.Unix进程创建非常快速简洁,目标在于一次执行…

读书笔记2013-2 Linux内核设计与实现A <Linux内核设计与实现> 简介 这本书不是想Linux源码剖析那样一行行分析Linux源代码的书,而是从Linux历史,Linux哲学,Linux设计原理和原则,计算机硬件相关知识,编译安装内核实战等多方面多角度讲述和Linux相关的方方面面.从中学到的更多的不单内核的源代码,而是Linux的哲学.建议所有从事Linux相关工作的猿都要读一下,读完之后,很多东西都变得容易理解,知其然,知其所以然.如果没有读过<深入理解计算机>类…

定时器和时间管理 系统中有很多与时间相关的程序(比如定期执行的任务,某一时间执行的任务,推迟一段时间执行的任务),因此,时间的管理对于linux来说非常重要. 主要内容: 系统时间 定时器 定时器相关概念 定时器执行流程 实现程序延迟的方法 定时器和延迟的例子 1. 系统时间 系统中管理的时间有2种:实际时间和定时器. 1.1  实际时间 实际时间就是现实中钟表上显示的时间,其实内核中并不常用这个时间,主要是用户空间的程序有时需要获取当前时间,所以内核中也管理着这个时间.实际时间的获取是在开机后…

内核简介  本篇简单介绍内核相关的基本概念. 主要内容: 单内核和微内核 内核版本号 1. 单内核和微内核   原理 优势 劣势 单内核 整个内核都在一个大内核地址空间上运行. 1. 简单.2. 高效:所有内核都在一个大的地址空间上,所以内核各个功能之间的调用和调用函数类似,几乎没有性能开销. 一个功能的崩溃会导致整个内核无法使用. 微内核 内核按功能被划分成各个独立的过程.每个过程独立的运行在自己的地址空间上. 1. 安全:内核的各种服务独立运行,一种服务挂了不会影响其他服务. 内核各个服务之…

 <linux内核设计与实现>实践之模块及深入 写在前面的话. 基础模块部分我已经做完了,设计到的知识点无非就是,编写模块代码,编写Makefile文件,加载模块和卸载模块部分.由于大家都写了这部分的博客,我也就不再赘述,我重点想写一下,页表模块的深入和改进. 一.编写代码 二.编写Makefile文件 三.加载模块,尝试运行 查看gedit进程号可知为pid = 18968 查看gedit的起始地址0x0804880c 转化为10进制数为134514700,即va = 134514700 出…

<Linux内核设计与实现>课本第四章自学笔记 进程调度 By20135203齐岳 4.1 多任务 多任务操作系统就是能同时并发的交互执行多个进程的操作系统.多任务操作系统使多个进程处于堵塞或者睡眠状态,实际不被投入执行,这些任务尽管位于内存,但是并不处于可运行状态. 多任务系统分为两种: 抢占式多任务:Linux提供了抢占式的多任务模式,由调度程序来决定什么时候停止一个进程的运行. 现代操作系统提供:动态时间片计算的方式:可配置的计算策略 非抢占式多任务:除非进程自己主动停止运行,否则会一直…

<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…

<Linux内核设计与实现>课本第十八章自学笔记 By20135203齐岳 通过打印来调试 printk()是内核提供的格式化打印函数,除了和C库提供的printf()函数功能相同外还有一些资深的特殊功能 健壮性 在任何时候内核的任何地方都能调用printk()函数,只有在终端还未初始化的时候不能调用. 在中断上下文和进程上下文中被调用 在任何持有锁时被调用 在多处理器上同时被调用,并且不必使用锁. 解决办法是提供一个变体函数early _ printk(),但这种办法在某些硬件体系结构上无法…

<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…

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…