linux內(nèi)核源代碼導(dǎo)讀-展示頁(yè)
2024-08-01 15:30本頁(yè)面
【正文】 其他程序的正常執(zhí)行，如果對(duì)核心內(nèi)核所在的地址空間寫(xiě)入數(shù)據(jù)的話，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰) ?什么是用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)？ ?一般現(xiàn)代 CPU都有幾種不同的指令執(zhí)行級(jí)別 ?在高執(zhí)行級(jí)別下，代碼可以執(zhí)行 特權(quán)指令 ，訪問(wèn) 任意的物理地址 ，這種 CPU執(zhí)行級(jí)別就對(duì)應(yīng)著內(nèi)核態(tài) ?而在相應(yīng)的低級(jí)別執(zhí)行狀態(tài)下，代碼的掌控范圍會(huì)受到限制。 ?上述判斷由硬件完成 ?一般來(lái)說(shuō)在 Linux中，地址空間是一個(gè)顯著的標(biāo)志：0xc0000000以上的地址空間只能在內(nèi)核態(tài)下訪問(wèn)，0x00000000－ 0xbfffffff的地址空間在兩種狀態(tài)下都可以訪問(wèn) 注意 :這里所說(shuō)的地址空間是邏輯地址而不是物理地址 I386系統(tǒng)的基本概念 ?代碼的運(yùn)行 ?堆棧的概念 ?內(nèi)核態(tài)與用戶態(tài) ?中斷 /異常 /系統(tǒng)調(diào)用 ?虛擬內(nèi)存 中斷和異常 ?中斷（廣義） 會(huì)改變處理器執(zhí)行指令的順序，通常與 CPU芯片內(nèi)部或外部硬件電路產(chǎn)生的電信號(hào)相對(duì)應(yīng) ?中斷 ——異步的： 由硬件隨機(jī)產(chǎn)生，在程序執(zhí)行的任何時(shí)候可能出現(xiàn) ?異常 ——同步的： 在（特殊的或出錯(cuò)的）指令執(zhí)行時(shí)由 CPU控制單元產(chǎn)生 我們用“中斷信號(hào)”來(lái)通稱(chēng)這兩種類(lèi)型的中斷 設(shè)備 設(shè)備 控制器 中斷 控制器 IRQ CPU INTR 中斷信號(hào)的作用 ?中斷信號(hào)提供了一種特殊的方式，使得 CPU轉(zhuǎn)去運(yùn)行正常程序之外的代碼 ?比如一個(gè)外設(shè)采集到一些數(shù)據(jù)，發(fā)出一個(gè)中斷信號(hào)，CPU必須立刻響應(yīng)這個(gè)信號(hào)，否則數(shù)據(jù)可能丟失 ?當(dāng)一個(gè)中斷信號(hào)到達(dá)時(shí)， CPU必須停止它當(dāng)前正在做的事，并且切換到一個(gè)新的活動(dòng) ?為了做到這這一點(diǎn)， ?在進(jìn)程的內(nèi)核態(tài)堆棧保存程序計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值 (即 eip和 cs寄存器 )以便處理完中斷的時(shí)候能正確返回到中斷點(diǎn)， ?并把與中斷信號(hào)相關(guān)的一個(gè)地址放入進(jìn)程序計(jì)數(shù)器，從而進(jìn)入中斷的處理 系統(tǒng)調(diào)用的意義 ?操作系統(tǒng)為用戶態(tài)進(jìn)程與硬件設(shè)備進(jìn)行交互提供了一組接口 ——系統(tǒng)調(diào)用 ?把用戶從底層的硬件編程中解放出來(lái) ?極大的提高了系統(tǒng)的安全性 ?使用戶程序具有可移植性 ?基于 I386的 Linux使用 int 0x80進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用 I386系統(tǒng)的基本概念 ?代碼的運(yùn)行 ?堆棧的概念 ?內(nèi)核態(tài)與用戶態(tài) ?中斷 /異常 /系統(tǒng)調(diào)用 ?虛擬內(nèi)存 虛擬內(nèi)存 ?物理內(nèi)存有限，是一種稀缺資源 ?局部性原理 ?空間局部性 ?時(shí)間局部性 ?按需調(diào)頁(yè) ?頁(yè)框 ?利用磁盤(pán)上的交換空間 ?進(jìn)程的虛擬地址空間 ?獨(dú)立的地址空間（ 32位， 4GB），每個(gè)進(jìn)程一個(gè) ?在 Linux中， 3G以上是內(nèi)核空間， 3G以下是用戶空間 ?4G的進(jìn)程地址空間使用進(jìn)程私有的二級(jí)頁(yè)表進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換（虛擬地址 ?物理地址） ?頁(yè)面大小： 4KB ?頁(yè)目錄、頁(yè)表 ?若對(duì)應(yīng)的內(nèi)容在內(nèi)存中，則對(duì)應(yīng)的二級(jí)頁(yè)表項(xiàng)記錄相應(yīng)的物理頁(yè)框信息 ?否則根據(jù)需要進(jìn)行裝載或者出錯(cuò)處理 ?進(jìn)程調(diào)度后，執(zhí)行一個(gè)新的被調(diào)度的進(jìn)程之前，要先進(jìn)行頁(yè)表切換 ?Linux中的內(nèi)核空間 ?每個(gè)進(jìn)程 3G以上的空間用作內(nèi)核空間 ?從用戶地址空間進(jìn)入內(nèi)核地址空間不經(jīng)過(guò)頁(yè)表切換 ?而是通過(guò)中斷 /異常 /系統(tǒng)調(diào)用入口（也只能如此） 小結(jié) ?根據(jù)代碼的執(zhí)行、中斷 /異常 /系統(tǒng)調(diào)用來(lái)理解操作系統(tǒng) ?操作系統(tǒng)提供中斷 /異常處理 ?操作系統(tǒng)提供系統(tǒng)調(diào)用 ?應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員編寫(xiě)應(yīng)用程序 ?驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)人員編寫(xiě)驅(qū)動(dòng) ?應(yīng)用程序運(yùn)行 序 ?一些基本概念 ?操作系統(tǒng)的基本概念 ?I386系統(tǒng)的基本概念 ?Linux簡(jiǎn)介 ?源碼閱讀和 project環(huán)境 ?Linux 源碼簡(jiǎn)介 Linux簡(jiǎn)介 ?什么是 Linux？ ?“ Linux”在不同的語(yǔ)境下的含義 ?Linux發(fā)展簡(jiǎn)史 ?Linux操作系統(tǒng)的主要內(nèi)容 ?Linux版本 ?內(nèi)核版本 ?發(fā)行版本 ?Linux系統(tǒng)的好處 ?Linux的運(yùn)行及相關(guān)基本概念 什么是 Linux？ ?Linux是一個(gè)類(lèi) Unix（ Unixlike）的操作系統(tǒng)，在 1991年發(fā)行了它的第一個(gè)版本 ?在 Linux內(nèi)核維護(hù)網(wǎng)站上，“ What is Linux?” From “” ?Linux的來(lái)歷和目標(biāo)： ?Linux is a clone of the operating system Unix, written from scratch by Linus Torvalds with assistance from a looselyknit team of hackers across the Net. It aims towards POSIX and Single UNIX Specification pliance. ?Linux的功能 ?It has all the features you would expect in a modern fullyfledged Unix, including true multitasking, virtual memory, shared librarie
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