Linux期末总结
Linux内核学习总结
1.计算机是如何工作的？
存储程序计算机工作模型
X86汇编基础
汇编一个简单的C程序分析其汇编指令执行过程
2.操作系统是如何工作的？
三个法宝——存储程序计算机、函数调用堆栈、中断机制；
借助Linux内核部分源代码模拟存储程序计算机工作模型及时钟中断
在mykernel基础上构造一个简单的操作系统内核
3.构造一个简单的Linux系统MenuOS
Linux内核源代码简介
构造一个简单的Linux系统
跟踪调试Linux内核的启动过程
sched_init()进程调度初始化函数，函数内关键的初始化——对0号进程，即idle进程进行初始化；
rest_init()其他初始化函数，函数内将创建1号进程，即init进程；
内核的启动过程：
rest_init实际是start_kernel内核一启动的时候会一直存在，这个就叫0号进程；0号进程创建了1号进程kernel_init和其他服务线程。
qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzImage -initrd rootfs.img -s -S
# 关于-s和-S选项的说明：
-S freeze CPU at startup (use ’c’ to start execution)
-s shorthand for -gdb tcp::1234 若不想使用1234端口，则可以使用-gdb tcp:xxxx来取代-s选项
gdb
（gdb）file linux-3.18.6/vmlinux # 在gdb界面中targe remote之前加载符号表
（gdb）target remote:1234 # 建立gdb和gdbserver之间的连接,按c 让qemu上的Linux继续运行
（gdb）break start_kernel # 断点的设置可在target remote之前，也可在后
4.扒开系统调用的三层皮（上）
（一）用户态、内核态和中断处理过程
（二）系统调用概述
系统调用概述和系统调用的三层皮
（三）使用库函数API和C代码中嵌入汇编代码触发同一个系统调用
使用库函数API获取系统当前时间
C代码中嵌入汇编代码的方法（复习）
使用C代码中嵌入汇编代码触发系统调用获取系统当前时间
5.扒开应用系统的三层皮（下）
（一）给MenuOS增加time和time-asm命令
（二）使用gdb跟踪系统调用内核函数sys_time
（三）系统调用在内核代码中的工作机制和初始化
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
3. 简单浏览system_call和iret之间的主要代码
set_system_trap_gate，设置系统陷阱门，即系统调用。
使用gdb跟踪
make rootfs:自动编译,生成根文件系统,自动启动.
(gdb)list 查看代码.
(gdb)s 单步调试进入函数体.
(gdb)n 单步调试不进入函数体.
给MenuOS增加time和time-asm命令、添加了fork
6.进程的描述和进程的创建
进程的描述
- 进程描述符task_struct数据结构（一）
- 进程描述符task_struct数据结构（二）
进程的创建
- 进程的创建概览及fork一个进程的用户态代码
- 理解进程创建过程复杂代码的方法
- 浏览进程创建过程相关的关键代码
- 创建的新进程是从哪里开始执行的？
- 使用gdb跟踪创建新进程的过程
操作系统的三大管理功能：进程管理、内存管理、文件系统；
PCB task_struct中：进程状态、进程打开的文件、进程优先级信息；
PID唯一的标识进程；
创建一个新进程在内核中的执行过程
1.使用系统调用clone、fork、vfork均可创建一个新进程，但都是通过调用do_fork来实现进程的创建；
2.复制父进程PCB--task_struct来创建一个新进程，要给新进程分配一个新的内核堆栈;
3.修改复制过来的进程数据，比如pid、进程链表等等执行copy_process和copy_thread
4.p->thread.sp = (unsigned long) childregs; //调度到子进程时的内核栈顶
p->thread.ip = (unsigned long) ret_from_fork; //调度到子进程时的第一条指令地址
7.可执行程序的装载
（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
2.目标文件的格式ELF
3.静态链接的ELF可执行文件和进程的地址空间
（二）可执行程序、共享库和动态加载
1.装载可执行程序之前的工作
2.装载时动态链接和运行时动态链接应用举例
（三）可执行程序的装载
1.可执行程序的装载相关关键问题分析
2.sys_execve的内部处理过程
3.使用gdb跟踪sys_execve内核函数的处理过程
4.可执行程序的装载与庄生梦蝶的故事
5.浅析动态链接的可执行程序的装载
8.进程的切换和系统的一般执行过程
（一）进程切换的关键代码switch_to分析
1.进程进度与进程调度的时机分析
2.进程上下文切换相关代码分析
（二）Linux系统的一般执行过程
1.Linux系统的一般执行过程分析
2.Linux系统执行过程中的几个特殊情况
3.内核与舞女
（三）Linux系统架构和执行过程概览
1.Linux操作系统架构概览
2.最简单也是最复杂的操作——执行ls操作
3.从CPU和内存的角度看Linux系统的执行
（四）特殊情况
通过中断处理过程中的调度时机，用户态进程与内核线程之间互相切换和内核线程之间互相切换，与最一般的情况非常类似，只是内核线程运行过程中发生中断没有进程用户态和内核态的转换；
内核线程主动调用schedule()，只有进程上下文的切换，没有发生中断上下文的切换，与最一般的情况略简略；
创建子进程的系统调用在子进程中的执行起点及返回用户态，如fork；
加载一个新的可执行程序后返回到用户态的情况，如execve
每周学习情况汇总
第一周：http://www.cnblogs.com/20135105wangxc/p/5225876.html
第二周：http://www.cnblogs.com/20135105wangxc/p/5247948.html
第三周：http://www.cnblogs.com/20135105wangxc/p/5272081.html
第四周：http://www.cnblogs.com/20135105wangxc/p/5298136.html
第五周：http://www.cnblogs.com/20135105wangxc/p/5323204.html
第六周：http://www.cnblogs.com/20135105wangxc/p/5349065.html
第七周：http://www.cnblogs.com/20135105wangxc/p/5368736.html
第八周：http://www.cnblogs.com/20135105wangxc/p/5398216.html
王雪铖
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
