随笔分类 - Linux kernel
摘要：前言 目前linux中包含anticipatory、cfq、deadline和noop这4个I/O调度器。2.6.18之前的linux默认使用anticipatory，而之后的默认使用cfq。我们在前面编写简单的ramdisk（有请求队列）中分配请求队列使用了blk_init_queue函数，该函数会默认该请求队列分配一个调度器，这里我们打算不使用该函数默认分配给请求队列的调度器，而是使用noop调度器。noop顾名思义，是一个基本上不干事的调度器。它基本不对请求进行什么附加的处理，仅仅假惺惺地告诉通用块设备层：我处理完了。但与吃空饷的公仆不同，noop的存在还是有不少进步意义的。至少我们现.
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摘要：前言 前面用无请求队列实现的ramdisk的驱动程序虽然申请了请求队列，但实际上没用上，因为ramdisk不像实际的磁盘访问速度慢需要缓存，ramdisk之间使用内存空间，所以就没用请求队列了。本文将介绍使用请求队列的ramdisk驱动，虽然对于ramdisk使用请求队列用处不大，但对于基于磁盘的块设备驱动来说却是必须要用的。 在LDD3书中，其中的有些块设备操作函数在当前的linux版本中有了很大的变动，需要自己重新根据新定义的一些函数进行适当的移植，以解决编译时报出的各种错误，主要是在请求处理函数中修改。设置请求队列的请求处理函数 在前面用无请求队列实现的ramdisk的驱动程序中直...
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摘要：最近在研究块设备驱动的编写，看了赵磊大牛的《写一个块设备驱动》，受益匪浅，虽然能看懂里面说的，但动手写写代码还是能加深理解的，下面实现的ramdisk写的很简单，如果有错误，欢迎大牛们指正哈！分配一块内存区存放ramdisk数据 为了简单，我直接静态分配了一个大小为16MB的内存区，当然对于编写驱动来说这个空间有点大。不过就是为了简单嘛，可以理解。#define SIMP_BLKDEV_BYTES (16 * 1024 * 1024)unsigned char simp_blkdev_data[SIMP_BLKDEV_BYTES];分配一个请求队列 可以通过函数b...
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摘要：1Linux3.10.21内核系统调用设置 以前看的内核版本时2.6.11的，里面的系统调用设置一目了然啊！在文件entry.S中直接定义了sys_call_table表，并在这个文件中用各个系统调用函数的地址初始化了这个表。今天看了下3.10.21的内核，想自己添加个系统调用到这个内核里面，没想到看了半天还是在云里雾里中，只知道sys_call_table表的定义在文件/usr/src/linux-3.10/arch/x86/kernel/syscall_32.c中，当具体怎么初始化这个表的还是不知道。找了半天都没找到表sys_call_table初始化的地方，后来回到syscall_32.
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摘要：一、为什么要使用模块 由于linux使用的是整体结构，不是模块化的结构，整体结构实现的操作系统可扩展性差。linux为了扩展系统，使用了模块的技术，模块能够从系统中动态装入和卸载，这样使得linux也具有很好的可扩展性。二、linux中哪些代码作为模块实现，哪些直接编译进内核？ 当然我们是尽量把代码编译成模块，这样就可以根据需要进行链接，内核的代码量也会少很多。几乎所有的高层组件—文件系统、设备驱动程序、可执行格式、网络层等等—都可以作为模块进行编译。 然而有些代码确必须直接编译进内核。这些代码通常是对数据结构或者函数进行修改。如内核中已经定义好了的数据结构，如果要改变这个数据结构...
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摘要：一、为什么需要异常表？ 处于内核态的程序有下面四种情况会产生缺页异常： 1、内核试图访问属于进程地址空间的页，但是，该页对应的页框不存在或者内核试图去访问一个只读的页，分别对应“请求调页”和“写时复制”两种情况。 2、内核寻址到属于内核地址空间的页，但是相应的页表项没有被初始化，这个对应“非连续内存区访问”。 3、内核代码包含编程错误，函数执行产生异常，这是一个内核漏洞。 4、系统调用服务例程试图读写一个内存区，而该内存区的地址是通过系统调用参数传递过来的，但确不属于进程的地址空间。 前面两种情况缺页异常处理程序很容易识别出来，但是后面两种情况却比较难区分。为了识别出后面的两种情况...
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摘要：为什么要使用bootmem分配器，内存管理不是有buddy系统和slab分配器吗？由于在系统初始化的时候需要执行一些内存管理，内存分配的任务，这个时候buddy系统，slab分配器等并没有被初始化好，此时就引入了一种内存管理器bootmem分配器在系统初始化的时候进行内存管理与分配，当buddy系统和slab分配器初始化好后，在mem_init()中对bootmem分配器进行释放，内存管理与分配由buddy系统，slab分配器等进行接管。 bootmem分配器使用一个bitmap来标记物理页是否被占用，分配的时候按照第一适应的原则，从bitmap中进行查找，如果这位为1，表示已经被占用...
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摘要：一、linux中的每cpu变量 看linux内核代码的时候，会发现大量的per_cpu(name, cpu)，get_cpu_var(name)等出现cpu字眼的语句。从语句的意思可以看出是要使用与当前cpu相关的一个变量，不过查看这个变量的定义，总是有这样一个宏：DEFINE_PER_CPU(type, name)，将这个宏展开成下面的语句： __attribute__((__section__(".data.percpu"))) __typeof__(type) per_cpu__##name，这个语句就是在.data.percpu段中定义type类型的per_cpu#
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摘要：内核模块是Linux内核向外部提供的一个插口，其全称为动态可加载内核模块（Loadable Kernel Module，LKM），我们简称为模块。Linux内核之所以提供模块机制，是因为它本身是一个单内核（monolithic kernel）。单内核的最大优点是效率高，因为所有的内容都集成在一起，但其缺点是可扩展性和可维护性相对较差，模块机制就是为了弥补这一缺陷。很多驱动程序都以模块的形式存在，用户可以有选择的加载需要的驱动程序。一、什么是模块 模块是具有独立功能的程序，它可以被单独编译，但不能独立运行。它在运行时被链接到内核作为内核的一部分在内核空间运行，这与运行在用户空间的进程是不同...
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摘要：看了《深入理解linux内核》的中断与异常，简单总结了下，如果有错误，望指正！ 一 什么是中断和异常 异常又叫同步中断，是当指令执行时由cpu控制单元产生的，之所以称之为异常，是因为只有在一条指令结束之后才发出中断（程序执行异常或者系统调用）。 中断又叫异步中断，是由其他硬件设备依照cpu时钟信号随
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摘要：linux2.6.11的内核中，为了方便管理linux的进程，主要建了5种linux链表。每个链表节点之间的互联有两种方式，一种是hash节点之间的互联，通过hlist_node的数据结构来实现；另一种就是list_head类型的数据结构来互联。看linux内核的人对这两种类型的数据结构肯定是不会陌生的，因为它们在linux内核中无处不在。1 进程直接的互连 通过任务描述符结构task_struct结构中的tasks成员来实现各个节点之间的互连，它是list_head类型。这个链表是一个循环的双向链表，开始的时候只有init_task这一个进程，它是内核的第一个进程，它的初始化是通过静态...
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摘要：以下只是个人看了《linux内核完全注释》的一点理解，如果有错误，欢迎指正！1 eip中保存的地址是逻辑地址、线性地址还是物理地址？ 这个应该要分情况。eip保存的是下一条要执行的指令地址，也就是说cpu是根据eip到内存中去寻找指定的内容。如果cpu工作在实模式，那么eip保存的就是物理地址；如果cpu工作在保护模式下，那么cpu在去内存寻找指定的内容之前要先将eip加上当前程序代码段的基址（通过当前cs所指向的代码段描述符获得），即获得当前程序的线性地址，如果cpu没有开启分页机制，那么这个线性地址就是实际的物理地址了；如果cpu开启了分页机制，那么就要通过线性地址查找页目录表和页表...
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摘要：今天看了于渊的《自己动手写操作系统》中的第一章，怎样10分钟写个操作系统，这个操作系统其实就是一个启动程序。 当计算机电源被打开后，它会先进行加电自检（POST），然后寻找启动盘，如果是选择从软盘启动，计算机就会查找软盘的0面0磁道1扇区，如果发现它以0xAA55结束，则BIOS认为它是一个引导扇区，然后BIOS就会把引导扇区的前512字节的引导代码拷贝到内存的0000:7c00处并将控制器彻底交给这段引导代码。 简单的引导代码如下所示： 1 org 07c00h ;告诉编译器加载到07c00h处 2 3 mov ax, cs 4 mov ds, a...
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摘要：最近看了本书，突然对于地址空间有些疑惑。在深入理解linux内核中把地址分为三类：逻辑地址（汇编语言中操作数地址或指令的地址，对于80x86的cup，逻辑地址是段+段内偏移地址）、线性地址（也叫虚拟地址）和物理地址。但在Stott Maxwell的《Linux Core Kernel Comment
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摘要：1 红黑树的定义 （1）每个节点或者为黑色，或者为红色。 （2）根必须为黑色。 （3）每个叶子节点（不包含关键字的节点）都是黑色。 （4）如果有一个节点是红色，那么它的两个儿子都是黑色。 （5）对于每个节点，从该节点出发到其子孙节点的所有路径上包含相同数目的黑节点。 满足上面5个条件的树就是一颗红黑树，红黑树有着很好的性质，它类似于平衡二叉树（AVL）。一颗红黑树的高度不会超过2lg（n+1），而且插入和删除操作较AVL更快，由于它分别最多做2次和3次旋转来维护树的性质，所以在linux内核中大量使用了红黑树，如ext3文件系统中使用红黑色来记录目录项，虚拟内存区也是使用它来记录的...
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摘要：1 内存地址 逻辑地址：包括在机器语言指令中指定操作数或者一条指令的地址。每个逻辑地址都由一个段选择符和偏移量组成，偏移量指明了从段开始的地方到实际地址的距离。 线性地址：也称为虚拟地址，32位的无符号整数，程序所能使用空间的大小。 物理地址：它与内存地址总线上的数目相同，主要用于内存单元的寻址。 内存控制单元（MMU）通过分段单元的硬件电路把一个逻辑地址转换为线性地址；接着通过分页单元的硬件电路把线性地址转换为一个物理地址（如图1.1）。图1.1 在多处理器的系统中，由于在RAM芯片上的读或写操作必须是串行地执行，所以内存中有个内存仲裁器，当CPU访问的RAM芯片空闲时，就准予访...
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