笔记：
- 冯诺依曼体系结构的核心思想是存储程序计算机。在计算机中有两种指令，一是用户指令，一是系统调用。
- Linux是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。
- 当内核运行的时候，系统以内核态进入内核空间执行。而执行一个普通用户程序时，系统将以用户态进入以用户空间执行。
- 在系统中运行的应用程序通过系统调用来与内核通信。
- 三个法宝：存储程序计算机、函数调用堆栈、中断机制 两把宝剑：中断上下文、进程上下文的切换
- 当硬件设备想和系统通信的时候，它首先要发出－个异步的中断信号去打断处理器的执行，继而打断内核的执行。中断通常对应着一个中断号，内核通过这个中断号查找相应的中断服务程序，并调用这个程序响应和处理中断。
- Linux是一个可移植的操作系统。即大部分C代码与体系结构无关，在许多不同体系结构的计算机上都能够编译和执行。
博客目录：
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Linux内核分析1
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冯诺依曼体系结构的核心思想是存储程序计算机。在计算机中有两种指令，一是用户指令，一是系统调用。
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当用户使用计算机时，计算机根据其汇编的指令一步步运行，当使用系统调用完后，再返回用户模式，保证系统的稳定。
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程序中执行call的堆栈变化
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汇编基础
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通用寄存器
16位 32位
AX eax 累加器
BX ebx 基址寄存器
CX ecx 计数寄存器
DX edx 数据寄存器
BP ebp 堆栈基址指针
SI esi 变址寄存器
DI edi 变址寄存器
SP esp 堆栈顶指针
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Linux内核分析2
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函数调用约定
__pascal
从左到右
调用者
__stdcall
从右到左
被调函数
__cdecl
从右到左
调用者
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调用函数的代码和被调函数必须采用相同的函数的调用约定，程序才能正常运行。
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2linux中gcc默认用的规则是__stdcall
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Linux内核分析3
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计算机的启动过程概述
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x86 CPU启动的第一个动作CS:EIP=FFFF:0000H（换算为物理地址为000FFFF0H，因为16位CPU有20根地址线)，即BIOS程序的位置。
* BIOS例行程序检测完硬件并完成相应的初始化之后就会寻找可引导介质，找到后把引导程序加载到指定内存区域后，就把控制权交给了引导程序。这里一般是把硬盘的第一个扇区MBR和活动分区的引导程序加载到内存（即加载BootLoader），加载完整后把控制权交给BootLoader。
* 引导程序BootLoader开始负责操作系统初始化，然后起动操作系统。启动操作系统时一般会指定kernel、initrd和root所在的分区和目录，比如root (hd0,0)，kernel (hd0,0)/bzImage root=/dev/ram init=/bin/ash，initrd (hd0,0)/myinitrd4M.img
* 内核启动过程包括start_kernel之前和之后，之前全部是做初始化的汇编指令，之后开始C代码的操作系统初始化，最后执行第一个用户态进程init。
* 一般分两阶段启动，先是利用initrd的内存文件系统，然后切换到硬盘文件系统继续启动。 -
initrd文件的功能主要有两个：
* 1、提供开机必需的但kernel文件(即vmlinuz)没有提供的驱动模块(modules)
* 2、负责加载硬盘上的根文件系统并执行其中的/sbin/init程序进而将开机过程持续下去 -
Linux内核分析4
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system_call是linux中所有系统调用的入口点，每个系统调用至少有一个参数，即由eax传递的系统调用号
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一个应用程序调用fork()封装例程，那么在执行int $0x80之前就把eax寄存器的值置为2(即__NR_fork)
* 在系统调用号（ eax）之外，参数的个数不能超过6个（ ebx，ecx， edx， esi， edi， ebp）- 当用户态进程调用一个系统调用时， CPU切换到内核态并开始执行一个内核函数。
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在Linux中是通过执行int $0x80来执行系统调用的，这条汇编指令产生向量为128的编程异常
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Linux内核分析5
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给MenuOS增加time和time-asm命令（四步操作命令）
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系统调用的中断处理过程
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Linux内核分析6
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进程的作用：将信号、进程间通信、内存管理和文件系统联系起来
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操作系统的三大功能: 进程管理、内存管理、文件系统
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内核通过唯一的进程标识PID来区别每个进程
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fork、vfork和clone三个系统调用都可以创建一个新进程，而且都是通过调用do_fork来实现进程的创建
1号进程是所有用户态进程的祖先，0号进程是所有内核线程的祖先
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Linux内核分析7
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execve系统调用
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Shell会调用execve将命令行参数和环境参数传递给可执行程序的main函数
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int execve(const char * filename,char * const argv[ ],char * const envp[ ]);
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execve()用来执行参数filename字符串所代表的文件路径，第二个参数是利用指针数组来传递给执行文件，并且需要以空指针(NULL)结束，最后一个参数则为传递给执行文件的新环境变量数组。
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库函数exec*都是execve的封装例程
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execve和fork都是特殊一点的系统调用：一般的都是陷入到内核态再返回到用户态。
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fork父进程和一般进程调度一样，子进程返回到一个特定的点ret_from_fork，子进程是从ret_from_fork开始执行然后返回到用户态；
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execve特殊：执行到可执行程序–陷入内核–构造新的可执行文件–覆盖掉原可执行程序–返回到新的可执行程序，作为起点（也就是main函数） ，需要构造他的执行环境；
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Linux内核分析8
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进程切换在内核中实现的时机有以下三个时机：
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中断处理过程（包括时钟中断、I/O中断、系统调用和异常）中，直接调用schedule()，或者返回用户态时根据need_resched标记调用schedule()；
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**内核线程可以直接调用schedule()进行进程切换，也可以在中断处理过程中进行调度，也就是说内核线程作为一类的特殊的进程可以主动调度，也可以被动调度；
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**用户态进程无法实现主动调度，仅能通过陷入内核态后的某个时机点进行调度，即在中断处理过程中进行调度
