"Linux内核源代码解读,陈香兰教授的讲解"
本文主要围绕着Linux内核源代码的解读展开,由陈香兰教授进行引导,涵盖了操作系统的基本概念、I386系统的关键特性以及Linux内核的工作原理。陈香兰教授是中国科学技术大学计算机系的专家,她的讲解深入浅出,旨在帮助读者理解和分析Linux内核源代码。
首先,操作系统被定义为计算机系统中的基础程序集合,包括内核和外围程序。内核作为核心部分,负责进程管理、调度、通信、内存管理、中断异常处理、文件系统、I/O系统和网络等。而操作系统的主要目标是管理和协调硬件资源,同时为用户程序提供友好的运行环境。
在I386系统中,代码的执行依赖于关键寄存器如cs:eip(代码段寄存器和指令指针寄存器)。程序按照顺序执行,通过跳转、分支、call和ret指令改变执行流程。当发生中断或异常时,cs:eip的值也会被处理,以转向中断处理程序。这里提到的“???”可能暗示了在中断处理时cs:eip的特殊处理方式。
堆栈是程序运行过程中的重要组成部分,特别是在C语言中,用于存储函数调用路径、参数、返回地址和局部变量。堆栈由esp(堆栈指针)和ebp(基址指针)寄存器管理。push和pop指令分别用于数据入栈和出栈,而ebp则常用于记录当前函数调用的基地址,便于在函数返回时恢复调用者的状态。
在Linux内核中,中断、异常和系统调用是处理器从用户态进入内核态的主要途径。例如,当用户按下键盘时,8259中断控制器会触发中断,CPU将切换到中断处理程序,处理键盘输入,并可能通过Wakeup process唤醒等待键盘输入的进程。中断处理完成后,控制权会返回到用户态的程序,或者在系统调用的情况下,继续执行内核其他模块的任务。
虚拟内存是另一个关键概念,它使得每个进程都有独立的地址空间,保护了不同进程之间的数据安全。通过页表等机制,CPU能够将虚拟地址转换为物理地址,实现高效且安全的内存管理。
这个资源提供了Linux内核源代码阅读的基础,涵盖从硬件交互到软件执行的多层次知识,对于理解和研究Linux内核的运作机制具有极高的价值。