Linux核心分析 作業系統是如何工作的

2022-08-31 14:54:20 字數 2422 閱讀 1193

一、計算機是如何工作的(總結)

1、三個法寶:

儲存程式計算機

函式呼叫堆疊

中斷機制

二、深入理解函式呼叫堆疊

1、堆疊是c語言程式執行時必須的乙個記錄呼叫路徑和引數的空間。

函式呼叫框架

傳遞引數

儲存返回位址

提供區域性變數空間

2、了解堆疊存在的目的和編譯器對堆疊使用的規則是理解作業系統一些關鍵性**的基礎

3、堆疊相關的暫存器

esp 堆疊指標

ebp 基址指標(在c語言中用作記錄當前函式呼叫基址)

4、操作

push 棧頂位址減少4個位元組(32位)

pop 棧頂位址增加4個位元組

4.其他關鍵暫存器

cs:eip  總是指向下一條的指令位址

順序執行:總是指向位址連續的下一條的指令位址;

跳轉/分支:執行這樣的指令的時候,cs:eip的值會根據程式需要被修改;

call:將當前cs:eip的值壓入棧頂,cs:eip指向被呼叫函式的入口位址。

ret:從棧頂彈出原來儲存在這裡的cs:eip的值,放入cs:eip中。

5、深入理解函式呼叫堆疊的工作機制

6、函式呼叫時堆疊的變化

三、引數傳遞與區域性變數

舉例分析函式呼叫堆疊:

首先使用gcc -g生成test.c的可執行檔案test,然後使用objdump -s獲得test的反彙編檔案。

1、內嵌彙編語法

【89行】每迴圈十萬次列印一次mykernel

每次時鐘中斷都呼叫一次printk,並輸出

六、程序分析

在mykernel基礎上構造的簡單的作業系統核心

1、mypcb.h

1、本檔案中定義了thread結構體,用於儲存當前程序中正在執行的執行緒的eip和esp。

2、pid:程序號

thread:當前正在執行的執行緒資訊

task_entry:程序入口函式

next:指向下乙個pcb(模擬系統中所有的pcb是以鍊錶的形式組織起來的)。

my_schedule:排程器。

核心初始化和0號程序啟動

1、函式my_start_kernel完成了0號程序的初始化和啟動(入口是myprocess)。

2、程序剛啟動時next指向自己。

3、建立了其它的多個程序,在初始化這些程序的時候可以直接利用0號程序的**。

4、迴圈1000萬次判斷一次是否需要排程。

1、my_timer_handler 函式每呼叫1000次,把 my_need_sched的值修改為1,通知正在執行的程序執行排程程式my_schedule。

2、作業系統「兩劍」:中斷上下文、程序上下文的切換。

七、學習總結

本週對上一周計算機是如何工作的進行了總結,並就作業系統是如何工作的進行了學習,其中有函式呼叫堆疊、引數傳遞與區域性變數、利用mykernel實驗模擬計算機硬體平台、c**中嵌入彙編**的寫法等課程。

老師通過舉例,讓我們更加清楚、深入地了解了堆疊的變化。既鞏固了舊知識,又學習了新知識。

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