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] 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]         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] 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…

[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,…

<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…

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…

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…

Linux内核设计与实现  读书笔记: http://www.cnblogs.com/wang_yb/tag/linux-kernel/ <深入理解LINUX内存管理> http://blog.csdn.net/yrj/article/category/718110 Linux内存管理和性能学习笔记(一) :内存测量与堆内存  第一篇 内存的测量 2.1. 系统当前可用内存 # cat /proc/meminfoMemTotal:        8063544 kBMemFree:      …

      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…

大学跟老师做嵌入式项目,写过I2C的设备驱动,但对Linux内核的了解也仅限于此.Android系统许多导致root的漏洞都是内核中的,研究起来很有趣,但看相关的分析文章总感觉隔着一层窗户纸,不能完全理会.所以打算系统的学习一下Linux内核.买了两本书<Linux内核设计与实现(第3版)>和<深入理解Linux内核(第3版)> 0x00 一些废话 面向对象思想. Linux内核虽然是C和汇编语言写的,没有使用面向对象的语言,但里面却包含了大量面向对象的设计.比如可以把内核中的进程…

<Linux内核设计与实现>第八周读书笔记——第四章 进程调度 第4章 进程调度35 调度程序负责决定将哪个进程投入运行,何时运行以及运行多长时间,进程调度程序可看做在可运行态进程之间分配有限的处理器时间资源的内核子系统.只有通过调度程序的合理调度,系统资源才能最大限度地发挥作用,多进程才会有并发行的效果. 调度程序没有太复杂的原理,最大限度地利用处理器时间的原则是只要有可以执行的进程,那么就总会有进程正在执行,但是只要系统中可运行的进程的数目比处理器的个数多,就注定某一给定时刻会有一些进程不…

<Linux内核设计与实现>第五周读书笔记——第十一章 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18章 调试295 调试工作艰难是内核级开发区别于用户级开发的一个显著特点,相比于用户级开发,内核调试的难度确实要艰苦得多.更可怕的是,它带来的风险比用户级别更高,内核的一个错误往往立刻就能让系统崩溃. 驾驭内核调试…

Linux内核设计(第二周)--操作系统工作原理 by苏正生 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.学习笔记总结 1.函数调用堆栈 (1).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. cpu内部已经集成好的功能,pop,push,enter-- 函数调用构架 传递参数,通过堆栈 保存返回值,%eax 提供局部变量空间 -- C语言编译器对堆栈…

<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>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>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…

Linux内核设计第五周 ——扒开系统调用三层皮(下) 一.知识点总结 1.给MenuOS增加新的命令的步骤 更新menu代码到最新版 test.c中main函数里,增加MenuConfig() 增加相应的函数 make rootfs 自动编译脚本 2.gdb调试 详细介绍见第三周的学习笔记 3.系统调用在内核代码中的处理过程 (1)系统调用在内核代码中的工作机制和初始化 (2)简化后便于理解的system_call伪代码 system_call完整代码在arch/x86/kernel/entr…

Linux内核设计第六周 ——进程的描述和创建 第一部分 知识点总结 一.进程描述符task_struct数据结构 1.操作系统的三大功能: 进程管理.内存管理.文件系统 2.进程的作用: 将信号.进程间通信.内存管理和文件系统联系起来 3.进程控制块PCB——task_struct数据结构 提供了内核需要了解的信息 4.task_struct结构庞大,有400多行代码.包含了进程状态.内核堆栈等相关信息的定义. 可以从下面的图示中,清晰的看出大体的框架. 5.Linux的进程和操作系统原理中描…