80386的各种寄存器一览:通用寄存器(32位)、段寄存器(16位)、标志寄存器(32位)、系统地址寄存器、调试寄存器和测试寄存器(32位)。
饭是一口一口的吃,计算机也是一步一步的发展,例如下面这张英特尔公司的 CPU 型号历史:
没有虚拟化基础的童鞋可先阅读Linux阅码场前几天刊发的《KVM最初的2小时——KVM从入门到放弃(修订版) 》入门。
CPRS 设置 值 分析 : 该寄存器需要考虑两个方面, ① 设置处理器的 SVC 工作模式, ② 关闭中断 ;
与硬件相关的代码全部放在 arch(architecture 一词的缩写,即体系结构相关)目录下。
前两篇文章,我们一起学习了 8086 处理器中关于 CPU、内存的基本使用方式,重点对段寄存器和内存的寻址方式进行了介绍。
进程切换,又称为任务切换、上下文切换、或者任务调度。本文就研究Linux内核的进程切换。我们首先理解几个概念。
Intel 微处理器的段机制是从8086 开始提出的, 那时引入的段机制解决了从CPU 内部 16 位地址到20 位实地址的转换。为了保持这种兼容性,386 仍然使用段机制,但比以前复杂。 因此,Linux 内核的设计并没有全部采用Intel 所提供的段方案,仅仅有限度地使用 了一下分段机制。这不仅简化了Linux 内核的设计,而且为把Linux 移植到其他平台创造了 条件,因为很多RISC 处理器并不支持段机制。但是,对段机制相关知识的了解是进入Linux 内核的必经之路。
看门狗时钟控制寄存器 ( WATCHDOG TIMER CONTROL (WTCON) REGISTER ) 详细参数 :
七种 异常类型 对应的 处理器工作模式 : ARM 架构 支持 七种类型的异常,
ARM 存储 体系 简介 : ARM 处理器分为三个等级, 处理器寄存器 -> TCM 存储器 -> 辅助存储器, 由上到下, 处理速度依次变慢, 但是存储空间依次增加 ;
x86 系统中的保护模式,给系统的安全性提供了很大的保障,但是在我们之前的文章中,一直都淡化了特权级别这个概念。
这两年多以来,我的本职工作重心一直是在 x86 Linux 系统这一块,从驱动到中间层,再到应用层的开发。
GPIO 简介 : 英文全称 General-Purpose Input / Output Ports, 中文翻译为 : 通用输入输出端口;
保护模式与实模式最本质的区别就是:保护模式使用了全局描述符表,用来保存每一个程序(bootloader,操作系统,应用程序)使用到的每个段信息:开始地址,长度,以及其他一些保护参数。
系统调用 跟用户自定义函数一样也是一个函数,不同的是 系统调用 运行在内核态,而用户自定义函数运行在用户态。由于某些指令(如设置时钟、关闭/打开中断和I/O操作等)只能运行在内核态,所以操作系统必须提供一种能够进入内核态的方式,系统调用 就是这样的一种机制。
本系列是对 陈莉君 老师 Linux 内核分析与应用[1] 的学习与记录。讲的非常之好,推荐观看
参考手册 : S3C2440.pdf , 章节 : 7 CLOCK & POWER MANAGEMENT , Page 235;
在开机的时候,主板上的 BIOS程序 会把硬盘启动区的512个字节复制到内存里的0x7c00的位置,再跳转到这里运行。
很多小伙伴在学操作系统的时候,学习到内存管理的部分时,都会接触到分段内存管理、分页内存管理。
我们往往在进行嵌入式开发的过程中,需要借助一些调试手段进行相关调试,比如在调试stm32的时候,可以在keil中利用jtag或者stlink进行硬件上的仿真与调试,一些高频的arm芯片也会使用jtag之类的硬件调试工具,还有trace32等等,但是这些往往需要借助一些硬件工具进行分析。当然,我们可以进行软件层面的分析。定位问题的方式通常有以下三点:
注:本分类下文章大多整理自《深入分析linux内核源代码》一书,另有参考其他一些资料如《linux内核完全剖析》、《linux c 编程一站式学习》等,只是为了更好地理清系统编程和网络编程中的一些概念
寄存器是CPU内部的存储单元,用于存放从内存读取而来的数据(包括指令)和CPU运算的中间结果,之所以要使用寄存器来临时存放数据而不是直接操作内存,一是因为CPU的工作原理决定了有些操作运算只能在CPU内部进行,二是因为CPU读写寄存器的速度比读写内存的速度快得多。
AT&T格式的汇编代码中所有寄存器名字前面都有一个%符号,rsp代码sp寄存器,里面存的是栈顶指针。
博客地址 : http://blog.csdn.net/shulianghan/article/details/42408137
一、简介 作为最基本的编程语言之一,汇编语言虽然应用的范围不算很广,但重要性却勿庸置疑,因为它能够完成许多其它语言所无法完成的功能。就拿 Linux 内核来讲,虽然绝大部分代码是用 C 语言编写的,但仍然不可避免地在某些关键地方使用了汇编代码,其中主要是在 Linux 的启动部分。由于这部分代码与硬件的关系非常密切,即使是 C 语言也会有些力不从心,而汇编语言则能够很好扬长避短,最大限度地发挥硬件的性能。
数据结构中栈具有后进先出的特点,我们提到堆和栈空间的时候,指的是数据在内存中的概念,对栈空间,基本的认知包括:
预处理阶段:预处理器cpp根据编译文件以“#”开头的命令,读取系统头文件stdio.h(.h结尾的表示头文件,.c表示可执行文件)的内容,并把它插入到程序文本中,得到一个新的文件。
正是由于在实模式下直接对物理内存进行读写,非常不安全,所以诞生了新的内存分段的映射方式,其目的就是对物理内存进行保护,而对内存进行保护需要注意的是一下三点: 1.内存的起始地址。 2.内存的长度。 3.内存的权限信息。
---- 概述 实现一个基于Intel x86的32位操作系统。 ---- 环境搭建 Ubuntu虚拟机。 Ubuntu - 汇编编译器NASM - C编译器GCC - 软盘绝对扇区读写工具dd - qemu虚拟机 - Bochs模拟器 - 磁盘映像工具bximage $ sudo apt-get install build-essential nasm 这里的build-essential软件包中包含GCC和GNU Make。 一些常用指令 汇编命令 $ nasm boot.asm
前段时间,我连续写了十来篇CPU底层系列技术故事文章,有不少读者私信我让我写一下CPU的寄存器。
在《系统调用分析(1)》Linux内核之旅/张凯捷——系统调用分析(1)中,首先介绍了系统调用的概念,并对早期通过软中断(int 80)来进行系统调用的相关过程进行了分析,最后分析和介绍了为了提高系统调用的响应执行速度的两种机制——vsyscall和vDSO。
作者简介:冬之焱,杭州某公司linux内核工程师,4年开发经验,对运用linux内核的某些原理解决实际问题很感兴趣。
首先,栈 (stack) 是一种串列形式的 数据结构。这种数据结构的特点是 后入先出 (LIFO, Last In First Out),数据只能在串列的一端 (称为:栈顶 top) 进行 推入 (push) 和 弹出 (pop) 操作。根据栈的特点,很容易的想到可以利用数组,来实现这种数据结构。但是本文要讨论的并不是软件层面的栈,而是硬件层面的栈。
进程如何在CPU上运行的:CPU在内核上维护了一个运行队列,进行进程的管理。让进程入队列,本质就是将该进程的task_struct 结构体对象放入运行队列之中。
ptrace共有四个参数: long ptrace(enum __ptrace_request request,pid_t pid,void *addr,void *data); 其中第一个参数可以取如下内容:
从CPU发明到现在,有非常多种架构,从我们熟悉的X86,ARM,到不太熟悉的MIPS,IA64等
当异常发生时,Linux内核给造成异常的进程发送一个信号,告知其发生了异常。比如,如果一个进程尝试除零操作,CPU会产生除法错误异常,相应的异常处理程序发送SIGFPE信号给当前进程,然后由其采取必要的步骤,恢复还是中止(如果该信号没有对应的处理程序,则中止)。
中断是硬件和软件交互的一种机制,可以说整个操作系统,整个架构都是由中断来驱动的。中断的机制分为两种,中断和异常,中断通常为 $IO$ 设备触发的异步事件,而异常是 $CPU$ 执行指令时发生的同步事件。本文主要来说明 $IO$ 外设触发的中断,总的来说一个中断的起末会经历设备,中断控制器,$CPU$&$OS$ 三个阶段:设备产生中断,中断控制器接收和发送中断,$CPU$&$OS$ 来实际处理中断。
首先,栈 (stack) 是一种串列形式的数据结构。这种数据结构的特点是后入先出 (LIFO, Last In First Out),数据只能在串列的一端 (称为:栈顶 top) 进行 推入 (push) 和 弹出 (pop) 操作。根据栈的特点,很容易的想到可以利用数组,来实现这种数据结构。但是本文要讨论的并不是软件层面的栈,而是硬件层面的栈。
在上一篇文章中,我们已经了解了中断和异常的一些概念,对于中断和异常也有了大概的理解。那么,系统中硬件到底是如何处理中断和异常的呢?本文我们就以常见的X86架构为例,看看中断和异常的硬件工作原理。
知乎上搜到一个比较有意思的话题:如何理解「进入内核态」,要回答好这个问题需要对内存管理及程序的运行机制有比较深刻的了解,比如你需要了解内存的分段,分页,中断,特权级等机制,信息量比较大,本文将会从 Intel CPU 的发展历史讲起,循序渐近地帮助大家彻底掌握这一概念,相信大家看了肯定有帮助,本文目录如下
中断,英文名为Interrupt,计算机的世界里处处都有中断,任何工作都离不开中断,可以说整个计算机系统就是由中断来驱动的。那么什么是中断?简单来说就是CPU停下当前的工作任务,去处理其他事情,处理完后回来继续执行刚才的任务,这一过程便是中断。
这几天在看GCC Inline Assembly,在C代码中通过asm或__asm__嵌入一些汇编代码,如进行系统调用,使用寄存器以提高性能能,需要对函数调用过程中的堆栈帧(Stack Frame)、
在上一篇文章中Linux从头学05-系统启动过程中的几个神秘地址,你知道是什么意思吗?,我们以几个重要的内存地址为线索,介绍了 x86 系统在上电开机之后:
在执行sys_fork的时候,可能会引起切换,例如: 如果产生了阻塞或者时间片到期了
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不知道大家有没有产生过一个疑问:从给 Linux 服务器按下开机电源按钮后到启动成功的一段时间里,在这中间 Linux 操作系统都做了哪些事情?
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