Linux中的段
Linux中的段 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 …
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Kernel
15 项
写一个操作系统_15 内存管理初步
内存管理初步 物理内存 认为的先规划成两部分，用户的物理内存和内核的物理内存，专项专用，内核有方法去占用用户的内存，但是规定两部分内存是专用的，内核只使用自己的物理内存。 物理内存的内核、用户部分分别用 bitmap 来统计管理。 虚拟内存 首先，虚拟内存也是需要管理的，毕竟程序要申请堆上的内存，假定我们只支持512M …
继续阅读写一个操作系统_14 C 链接与系统调用
用C语言写内核 无论什么语言，要编译成 ELF文件格式(或者定一个其他的标准) int main() { while(1){}; return 0; } 链接可以指定最终生成的可执行文件的起始虚拟地址，我们 指定 内核加载到 0x1500的地方，内核初始化的时候跳转内核要跳转到这个地方。 ld …
继续阅读写一个操作系统_13 内核的宏观视角
规划内核的内存分布 MBR、loader部分 我们把 加MBR、Loader以及后面需要加载的内核都放到 物理内存的 0-1M 这个空间里面，其中，MBR执行完了以后，我们把它覆盖掉，如下面的图。 图1: MBR,loader的物理内存定位 图二: 覆盖MBR位置写kerner.bin 分离用户空间和内核空间 用保护模 …
继续阅读写一个操作系统_12 linux 原始的几个进程
原始进程 Linux下有3个特殊的进程，idle进程(PID = 0), init进程(PID = 1)和kthreadd(PID = 2) idle进程 由系统自动创建, 运行在内核态 idle进程其pid=0，其前身是系统创建的第一个进程，也是唯一一个没有通过fork或者kernel_thread产生的进程。完成加 …
继续阅读写一个操作系统_11 Linux是怎么实现线程的
Linux2.6以前的线程 在Linux内核2.6出现之前进程是(最小)可调度的对象，当时的Linux不真正支持线程。Linux 2.4内核中不知道什么是“线程”，只有一个“task_struct”的数据结构，就是进程。 Linux内核有一个系统调用指令clone()，这个指令产生一个调用调用的进程的复件，而且这个复件 …
继续阅读写一个操作系统_10 操作系统是由中断驱动的
中断分类 按照中断的来源分类，来自CPU外部的中断称为外部中断，来自CPU内部的称为内部中断；细分的话，外部中断根据严重程度，分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断；内部中断按照是否正常分为软中断和异常。 外部中断 外部中断来自CPU的外部的某个硬件，因此又被称为硬件中断，比如网卡收到了一个数据包，它就会通知CPU，CPU得到通 …
继续阅读写一个操作系统_09 C语言和汇编语言
函数调用约定 编译器一般使用堆栈实现函数调用，每个进程都有自己的栈，用栈来传递参数，会带来以下问题： 参数存储在栈中，那么谁来负责回收参数所占的栈空间，是调用者？还是被调用者 当参数很多的时候后，主调函数将参数以什么样的顺序传递 高级语言有调用的约定: 举例: int sub(int a , int b){ // 被调 …
继续阅读写一个操作系统_08 内核与C语言
内核与C语言 写内核能用C标准库吗？ 我们开发用户应用程序的时候，有标准库可以用，最典型的就是GUN C库，标准库一般是系统调用的封装，表面上是通过标准库访问系统资源，实际上是通过系统调用实现的。Linux的系统调用一般是先往eax寄存器写入系统调用号，然后通过0x80中断来实现。中断向量号为0x80称为系统中断门，更 …
继续阅读写一个操作系统_07 设计自己的页表
设计自己的页表 只针对32位的操作系统，设计一个二级页表，目的是构建一个简易的能跑起来的操作系统。对于4G的地址空间，每个页大小是4K,模仿Linux早期的做法，32位地址的前10位为页目录项，中间10位为页表，后面10位为偏移量。 |--目录项----|--页表-----|---地址偏移-| …
继续阅读写一个操作系统_06 内存寻址
保护模式 为什么要有保护模式 实模式是有很大弊端的，首先，直接操作物理内存，这样的话每次只能运行一个程序，并且不安全；另外，内存最大使用到1M，限制太大。 保护模式下，程序不能直接访问物理地址，程序的虚拟地址需要被转换为物理地址后再去访问，地址转换是由处理器和操作系统协作完成的，处理器在硬件上提供地址转换部件，操作系统 …
继续阅读写一个操作系统_05 调试MBR
熟悉MBR引导 MBR的512字节里面也是代码，他被BIOS加载执行，自身执行的时候加载操作系统的loader，我们在没有操作系统loader的情况下先写一段测试程序，体验一下。 实现的功能如下: BIOS 加载 MBR中的代码，执行，用BIOS 中断 INT 0x10显示字符串 MBR的代码 ;主引导程序 ; 起始编 …
继续阅读写一个操作系统_04 内核调试环境搭建
环境准备工作 有一台win10的笔记本，调试想选择在Linux环境下，选择配置虚拟机，然后安装bochs调试内核 需要准备的软件: VirtualBox和增加工具包 安装CentOS 6.8minimal 设置CentOS的网卡，使之能上网 用yum安装开发工具和GNOME 安装bochs 进入GNOME，在GNOME …
继续阅读写一个操作系统_03 引导内核
操作系统引导 MBR 接上一篇BIOS启动，BIOS完成了基础的硬件检测和硬件的中断向量表的初始化，然后BIOS找到MBR并且把MBR加载在内存中，跳转到该位置。加载的位置在内存中的0x7C00,至于为什么是这个位置，主要是因为历史的原因吧，最初的内存只有32K,历史选择了0x7C00(31k)。 MBR引导扇区的内容 …
继续阅读写一个操作系统_02 硬件与BIOS
硬件与BIOS流程 硬件 传统来说，主板上两个主要芯片，靠上方的叫北桥，靠下方的叫南桥。 大体上说：北桥负责与CPU通信，并且连接高速设备（内存/显卡），并且与南桥通信；南桥负责与低速设备（硬盘/USB）通信，时钟/BIOS/系统管理/旧式设备控制，并且与北桥通信。 Intel从第一代Core i7 (i7 9xx)开 …
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