Linux内核知识杂记

1.内核调试手段

  1.printk打印内核状态

  2.产生opps时使用GDB查看调用栈

2.内核空间和用户空间区别,通信方式有哪些?

  Linux简化了分段机制,使得虚拟地址与线性地址总是一致,因此,Linux的虚拟地址空间也为0~4G。Linux内核将这4G字节的空间分为两部分。将最高的1G字节(从虚拟地址0xC0000000到0xFFFFFFFF),供内核使用,称为“内核空间”。而将较低的3G字节(从虚拟地址 0x00000000到0xBFFFFFFF),供各个进程使用,称为“用户空间)。因为每个进程可以通过系统调用进入内核,因此,Linux内核由系统内的所有进程共享。于是,从具体进程的角度来看,每个进程可以拥有4G字节的虚拟空间。

  通信方式:到目前Linux提供了9种机制完成内核与用户空间的数据交换,分别是内核启动参数、模块参数与 sysfs、sysctl、系统调用、netlink、procfs、seq_file、debugfs和relayfs,其中模块参数与sysfs、procfs、debugfs、relayfs是基于文件系统的通信机制,用于内核空间向用户空间输出信息;sysctl、系统调用是由用户空间发起的通信机制。由此可见,以上均为单工通信机制,在内核空间与用户空间的双向互动数据交换上略显不足。Netlink是基于socket的通信机制,由于socket本身的双共性、突发性、不阻塞特点,因此能够很好的满足内核与用户空间小量数据的及时交互,因此在Linux 2.6内核中广泛使用,例如SELinux,Linux系统的防火墙分为内核态的netfilter和用户态的iptables,netfilter与iptables的数据交换就是通过Netlink机制完成。

3.用户态和内核态区别,如何从用户态切换到内核态?

  用户态和内核态是系统运行的两个级别,主要用于系统的保护作用,他们和CPU没有必然联系。Intel cup提供了Ring0-Ring3四种运行级别,Ring0最高Ring3最低。Linux使用Ring0运行内核态Ring3运行用户态。

  Ring3状态不能访问Ring0的地址空间,包括代码和数据。Linux进程的4GB地址空间,3G-4G部 分大家是共享的,是内核态的地址空间,这里存放在整个内核的代码和所有的内核模块,以及内核所维护的数据。用户运行一个程序,该程序所创建的进程开始是运 行在用户态的,如果要执行文件操作,网络数据发送等操作,必须通过read、write、rcv、snd等系统调用,这些系统调用会调用内核中的代码来完成操作,这时,必 须切换到Ring0,然后进入3GB-4GB中的内核地址空间去执行这些代码完成操作,完成后,切换回Ring3,回到用户态。这样,用户态的程序就不能 随意操作内核地址空间,具有一定的安全保护作用。

  用户态切换到内核态3种方式:

  1. 系统调用:

    用户态主动切换到内核态的一种方式,主要通过系统调用函数将进程切换到内核态执行,如:fork、read、write、ioctl等。

  2. 异常

    当程序运行在用户态时,系统发生了某种未知异常,系统将程序切换到处理此异常的内核态程序中,如:缺页异常

  3. 外围设备中断

    注册过中断的外围设备,当完成程序赋予的任务后会向系统发送中断信号。此时CPU将停止执行下一条语句转而进行跳转执行中断处理程序,此时系统就陷入了内核态。

时间: 2024-08-26 10:02:44

Linux内核知识杂记的相关文章

Linux内核知识

1.什么是Linux内核 centos.Ubuntu等Linux系统的核心部分.是开源的. 2.什么是内核版本.什么是发行版本 内核版本:光有内核的版本 发行版本:内核版本+软件版本 ,综合的Linux系统.如centos6.5.centso7等. 3.内核版本的具体含义 2.6.32-696.el6.x86_64下面来解释一下 该内核版本号各项的含义,其中以 . 为分割符第一项(2):当前内核主版本号:第二项(6):当前内核次版本号:第三项(32-696):32 表示为当前内核更新次数,696

linux 内核知识参考

内存映像 kcore:http://blog.csdn.net/dog250/article/details/5303663 elf文件 :http://www.cnblogs.com/xmphoenix/archive/2011/10/23/2221879.html 进程控制:http://blog.csdn.net/kennyrose/article/details/7533534

Linux内核------进程的基本知识

进程: 传统上,Linux操作系统下运行的应用程序,服务器和其他程序都称为进程.当然进程不仅仅表示一段处于执行期的可执行代码,还包括其他资源,例如打开的文件,挂起的信号和内核内部数据等.其实还有个概念叫,线程或者说轻量级进程,不过在Linux中线程和进程其实是类似的.可以把线程看做和其他进程共享某些数据和资源的进程. 进程的表示: 通常进程是由一个叫task_struct的结构表示的,或者叫进程描述符(process descriptor).它包含了内核管理进程的所有信息.task_struct

Linux 小知识翻译 - 「内核(kernel)」

上次介绍了Linus Torvalds, 这次介绍他开发的「内核」. 经常听人提到「Linux kernel」,但如果被问到「kernel究竟是什么?」的话,会出乎意料的觉得难以回答. 那么,kernel到底是什么呢?「kernel」翻译过来就是「核心」的意思,简单来说,「Linux的核心程序就是Linux kernel」. 其实严格来说,「Linux」就是指「Linux kernel」.(最近,「Linux发行版」简称为「Linux」的情况越来越多) 将Linux kernel解释成「系统核心

跟踪分析Linux内核的启动过程--实验报告 分析 及知识重点

跟踪分析Linux内核的启动过程 攥写人:杨光  学号:20135233 ( *原创作品转载请注明出处*) ( 学习课程:<Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 ) 知识总结: ****Linux内核中关键目录: arch:不同cpu的支持,我们主要关注的是其中x86文件夹 init:内核启动的相关代码,期中main.c是内核启动的起点,main.c中的start_kernel是内核初始化的起点 ker

《深入Linux内核架构》附录A&lt;体系结构相关知识&gt;笔记

A.1 概述 为便于扩展到新的体系结构,内核严格隔离了体系结构相关和体系结构无关的代码.内核中特定于处理器的部分,包含定义和原型的头文件保存在include/asm-arch/(例如,include/asm-arm/)目录下,而C语言和汇编程序源代码实现则保存在arch/arch/(例如,arch/arm/)目录下. 联编系统也考虑到一般代码可能需要借助于特定于体系结构的机制.所有特定于处理器的头文件都位于include/asm-arch/.在内核配置为特定的体系结构之后,则建立符号链接incl

linux内核编译与开发

一.Linux内核简介linux kernel map: linux 系统体系结构: linux kernel体系结构: arm有7种工作模式,x86也实现了4个不同级别RING0-RING3,RING0级别最高, 这样linux用户代码运行在RING3下,内核运行在RING0,这样系统本身就得到了 充分的保护 用户空间(用户模式)转到内核空间(系统模式)方法: ·系统调用 ·硬件中断 linux kernel 体系结构: 虚拟文件系统VFS: VFS(虚拟文件系统)隐藏各种文件系统的具体细节,

如何切入 Linux 内核源代码

Makefile不是Make Love 从前在学校,混了四年,没有学到任何东西,每天就是逃课,上网,玩游戏,睡觉.毕业的时候,人家跟我说Makefile我完全不知,但是一说Make Love我就来劲了,现在想来依然觉得丢人. 毫不夸张地说,Kconfig和Makefile是我们浏览内核代码时最为依仗的两个文件.基本上,Linux内核中每一个目录下边都会有一个 Kconfig文件和一个Makefile文件.对于一个希望能够在Linux内核的汪洋代码里看到一丝曙光的人来说,将它们放在怎么重要的地位都

详解Linux内核异常处理体系结构

本节内容:Linux内核异常处理的的初始化过程和异常发生时的处理流程. [首先来区分一下两个概念:中断(Interrupt)和异常(Exception).中断属于异常的一种,就拿2440开发板来说,他有60多种中断源,例如来自DMA控制器.UART.IIC和外部中断等.2440有一个专门的中断控制器来处理这些中断,中断控制器在接收到这些中断信号之后就需要ARM920T进入IRQ或FIQ模式进行处理,这两种模式也是中断异常的仅有模式.而异常的概念要广的多,它包括复位.未定义指令.软中断.IRQ等等