Linux學習心得

一、首先我分享一下我對linux學習過程的幾篇部落格：

1. 通過反編譯乙個簡單的c程式，解釋堆疊的變化

2. 乙個精簡的linux核心分析

3. 跟蹤分析乙個簡單的linux核心的執行

4. 分析乙個api的呼叫機制

5. 分析linux核心建立乙個新程序的過程

6. linux核心如何裝載和啟動乙個可執行程式

7. 理解程序排程時機跟蹤分析程序排程與程序切換的過程

二、我對linux的理解

1、linux下使用的彙編和windows下的彙編是不太一樣的。首先，windows的運算結果都是存在左邊的暫存器中，而linux下彙編的運算結果是儲存在右邊的暫存器中的。其次，關於定址的表示方法上也有一些不同：

這裡末尾的b,w,l,q分別代表8位，16位，32位和64位；%代表暫存器；$代表數值；

call指令相當於：

pushl eip movl f，eip （f為跳轉位址）

ret指令相當於：

popl eip(*)
//*表示使用者是無法進行這樣的操作的

2、在呼叫函式時，函式的引數傳遞是從右至左一次傳遞的。所以要從右至左依次進行push，等引數傳遞完畢之後進行call操作。系統呼叫號的引數傳遞是通過eax來進行傳遞的。

3、在進入乙個函式呼叫之後需要為函式開闢乙個新的堆疊空間。具體操作如下：

push %ebp mov %esp,%ebp

在離開呼叫函式之前，需要將這塊堆疊空間釋放。具體操作如下：

mov %ebp,%esp popl %ebp

4、學會在c程式中嵌入彙編**，將會使我們的功能更加靈活。具體例子如下：

需要注意的就是output和input部分的編號是從0依次增大的。

5、使用者態和核心態：

linux中，使用0級表示核心態；3級表示使用者態。

cs暫存器的最低兩位表明了當前**的特權級；

0xc0000000以上的位址空間只能在核心態訪問，0x00000000—-0xbfffffff的位址空間在兩種狀態下都可以訪問。

6、使用gdb對程式進行跟蹤除錯是乙個十分重要的程式分析手段，我們可以通過跟蹤程式的執行過程來搞清楚程式的執行機制。下面我們演示一下dgb的使用方式:

# 啟動menuos系統 cd linuxkernel/ qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzimage -initrd rootfs.img # 使用gdb跟蹤除錯核心 qemu -kernel linux-3.18.6/arch/x86/boot/bzimage -initrd rootfs.img -s -s # 關於-s和-s選項的說明：(這個是在linuxkernel目錄下執行的) # -s freeze cpu at startup (use 』c』 to start execution) # -s shorthand for -gdb tcp::1234 若不想使用1234埠，則可以使用-gdb tcp:***x來取代-s選項另開乙個shell視窗 gdb（gdb）file linux-3.18.6/vmlinux # 在gdb介面中targe remote之前載入符號表（gdb）target remote:1234 # 建立gdb和gdbserver之間的連線,按c 讓qemu上的linux繼續執行（gdb）break start_kernel # 斷點的設定可以在target remote之前，也可以在之後

7、程序的建立：

#include 
#include 
#include 
int main(int argc, char * argv)
else
if (pid == 0) 
else 
}

fork()的呼叫是比較特殊的，一次呼叫兩次返回。一次返回是父程序的返回，還有一次是子程序的返回。子程序返回後的執行位置是ret_from_fork。

8、程序排程的時機

1）中斷處理過程（包括時鐘中斷、i/o中斷、系統呼叫和異常）中，直接呼叫schedule()，或者返回使用者態時根據need_resched標記呼叫schedule()；

2）核心執行緒可以直接呼叫schedule()進行程序切換，也可以在中斷處理過程中進行排程，也就是說核心執行緒作為一類的特殊的程序可以主動排程，也可以被動排程；

3）使用者態程序無法實現主動排程，僅能通過陷入核心態後的某個時機點進行排程，即在中斷處理過程中進行排程。

9、程序的切換

1）為了控制程序的執行，核心必須有能力掛起正在cpu上執行的程序，並恢復以前掛起的某個程序的執行，這叫做程序切換、任務切換、上下文切換；

2）掛起正在cpu上執行的程序，與中斷時儲存現場是不同的，中斷前後是在同乙個程序上下文中，只是由使用者態轉向核心態執行；

3）程序上下文包含了程序執行需要的所有資訊

（1）使用者位址空間：包括程式**，資料，使用者堆疊等

（2）控制資訊：程序描述符，核心堆疊等

（3）硬體上下文（注意中斷也要儲存硬體上下文只是儲存的方法不同）

4）schedule()函式選擇乙個新的程序來執行，並呼叫context_switch進行上下文的切換，這個巨集呼叫switch_to來進行關鍵上下文切換

二、總結

這裡總結的一些心得只是我linux學習過程中的一部分，只起到乙個總領的作用，具體內容的學習還是要要進入相關的部落格正文進行學習。相關部落格已經在最前面給出了鏈結，需要使用時請到對應的部落格進行檢視。

這次的學習收穫很多，尤其是系統呼叫和程序的切換這一塊。以前對使用者態和核心態完全沒有任何概念，現在通過對中斷的學習，對核心態有了乙個基本的認識。

但是這次的學習還是不足，對linux核心的整體工作機制還是不是很理解，對知識的掌握比較片面，不能將這些知識點串聯起來。接下來要做的就是對這些知識點進行一下梳理，把零散的知識點連成一片。

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