课程学习总结报告

Linux操作系统复习总结

首先贴出我们亲爱的孟宁老师的网课链接https://mooc.study.163.com/course/1000029000?tid=2403023011&_trace_c_p_k2_=7bf1550a6c8b44218d53af639b8981d0#/info，不仅有孟大神视频课程，还有相应的测试题，复习必备。

下面是我对一些知识点的总结：

一、      open函数的执行过程

1. open执行去C库里面，找到Int80 05指令封装。80为中断向量号，05为系统调用号
2. 从idtr寄存器中读取中断向量表的基地址，找到IDT。
3.  trap-init调用set_system_gate等函数对中断向量表中的每一项进行初始化，并将指令所在地址的cs、eip、DPL以及门类型和中断向量号进行绑定。
4. 根据中断向量号128找到第128项，其中包括cs和eip，再根据gdtr、cd、eip找到所要执行指令的地址，再进行系统调用。
5. 进入系统调用,保存现场，对指令进行分析得到系统调用号05根据系统调用号，找到系统调用表中的sysopen的入口，即sysopen的函数指针。
6. sysopen对文件进行查找，得到文件控制块和文件类型。
7. 根据文件类型调用相应系统的文件打开函数，并在系统文件打开表中创建一个file，根据文件控制块向其中填充file_operation以及偏移量等项
8. 返回到进程，进入进程文件打开表，其中有一个fd数组，将fd数组未使用的最低索引指向系统文件打开表中的相应项，然后将fd数组的下标返回给open。

二、      中断和异常处理流程

硬件处理：

1. 确定与中断或者异常关联的向量i（0~255）
2. 读idtr寄存器指向的IDT表中的第i项
3. 从gdtr寄存器获得GDT的基地址，并在GDT中查找， 以读取IDT表项中的段选择符所标识的段描述符
4. 确定中断是由授权的发生源发出的。
5. 判断是否发生特权级变化。
6. 若发生了特权级变化，即从用户态进入了内核态，则保存进程的ss和esp。若未发生直接跳过
7. 保存eflags、cs、eip
8. 若为异常，保存硬件出错码error_code，若中断则跳过
9. 加载IDT相应项的cs、eip
10. 进入相对应的异常处理函数，检查栈中是否有error_code，若无则将0压入栈
11. 将对应的C处理函数压入栈，并跳转到error_code函数，将数据按照pt_regs的结构压入栈内，调用相应的C处理函数，进行异常处理，并将这个位置写入fs
12. 异常处理返回
13. 进入interrupt数组，将中断向量号入栈，并调用common_interrupt函数。
14. 按照pt_regs结构保存，。
15. 调用do_IRQ函数，根据中断向量号i找到irq_desc数组的第i项，并调用handle_level_irq对irqaction链表进行扫描，找到中断源，并执行相对应的action
16. 中断处理返回

异常处理：

1. 进入相对应的异常处理函数，检查栈中是否有error_code，若无则将0压入栈
2. 将对应的C处理函数压入栈，并跳转到error_code函数，将数据按照pt_regs的结构压入栈内，调用相应的C处理函数，进行异常处理，并将这个位置写入fs
3. 异常处理返回

中断处理：

1. 进入interrupt数组，将中断向量号入栈，并调用common_interrupt函数。
2. 按照pt_regs结构保存，。
3. 调用do_IRQ函数，根据中断向量号i找到irq_desc数组的第i项，并调用handle_level_irq对irqaction链表进行扫描，找到中断源，并执行相对应的action
4. 中断处理返回

中断或者异常返回：

1. 用保存在栈中的值装载cs、eip和eflags寄存器。如果一个硬件出错码曾被压入栈中， 那么弹出这个硬件出错码。
2. 检查被中断进程在被中断的时候是内核态还是用户态)若内核态，iret终止执行；否则，转入3。
3. 从栈中装载ss和esp寄存器。这步意味着返 回到与旧特权级相关的栈。

三、　Linux启动

　　1.根文件系统挂载

　　2.启动一个init进程，完成后，启动后续进程。

四、　定时器中断

　　定时器溢出而申请的中断

　　解决外设与cpu速度不匹配的问题。

　　当一个进程在执行时,CPU的所有寄存器中的值、进程的状态以及堆栈中的内容被称为该进程的上下文。当内核需要切换到另一个进程时，它需要保存当前进程的所有状态，即保存当前进程的上下文，以便在再次执行该进程时，能够必得到切换时的状态执行下去。

　　在LINUX中，当前进程上下文均保存在进程的任务数据结构中。在发生中断时,内核就在被中断进程的上下文中，在内核态下执行中断服务例程。但同时会保留所有需要用到的资源，以便中继服务结束时能恢复被中断进程的执行。

 

　　普通进程可以被中断或异常处理程序打断

　　异常处理程序可以被中断程序打断

　　中断程序只可能被其他的中断程序打断

 

中断：

      1)  将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR，以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。

      2)  将CPSR复制到相应的SPSR中。

      3)  根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位。

      4)   强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序处。

 

恢复：

　　1)   将连接寄存器LR的值减去相应的偏移量后送到PC中。

　　2)   将SPSR复制回CPSR中。

　　3)   若在进入异常处理时设置了中断禁止位，要在此清除

 

流程

　　1，若有必要，进入核心态

　　2，在内核态堆栈保存上下文（用户态／核心态）

　　3，调用asm_do_IRQ #处理中断

　　4，恢复上下文

　　5，若有必要，返回用户态

五、　进程调度

 

 以上就是我觉得比较重要的几个大题的复习点，有不足的地方欢迎补充呀。