linux學習總結

linux學習總結

                                                 20135103王海甯

《Linux核心分析》MOOC課程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000

一、學習感想

  九個星期的學習時間結束了，真的對linux是又愛又恨，愛它的變化多端應用性強，恨它的難以捉摸自己操作起來實在不容易。linux不同于所學的其他東西，捧着一本書死啃一個月也不會有什麼進展，除了要自己動手實踐之外，還需要一個領路人把你領進去，當你摸索到門道之後才能順着大路走，否則可能會原地打轉，甚至誤入歧途，在此真的很榮幸碰到孟老師，将我領入linux的大門，讓我去探索，去前進。孟老師的講解是真心好，每周一個小時的視訊，即使那不算實驗，到後來，幾乎每次都要花上三個多小時的時間去了解它，不下功夫真的跟不上，在此再次感謝孟老師的教導，以及網易雲課堂提供的這麼一個可以免費學習了解linux的機會，孟老師辛苦了，您的辛苦沒有白費，學生們都很敬重您，感激您，感謝您的教導。

    除了所學知識外，還有一點讓我很感動的是，linux本身并沒有一個目的，他并沒有一個準确的目标說我的任務是什麼，他就是一個核心，還有許多開發者從不同地方弄過來的東西，這些亂七八糟的東西拼湊在一起卻成為了一大筆财富，他并沒有說我做什麼，我不做什麼，他的存在就是為了友善所有人，用它去做所有可以的事情。

   除了網易雲的公開課，我們還跟着自己的老師上課，得知linux是開源的，就是一種分享，你可以從網站上找到任何你想要的，這不是為了自由，而是為了讓所有人找到他們需要的，去更改，去定制自己的代碼，給與人們友善。

   linux最大的優點就是它将所有都視為檔案，這樣最大的好處就是便于管理，雖然應用上有些不便，但這也是一個相當好的思路。

二、每周重點

    第一周：反彙編

            顧名思義，就是将彙編語言變成電腦語言，從cpu的角度主要就是堆棧和出棧，将資料放入棧中進行存儲、運算和輸出，用過ebp，esp控制寄存器的變化

    第二周：精簡核心分析（基于時間片輪轉）

            這裡我們了解了計算機的三大法寶：（1）存儲程式計算機（2）函數調用堆棧（3）中斷機制

    第三周：跟蹤分析核心的啟動過程

            rest_init（）就是start_kernel從程序核心一啟動的時候就一直會存在，就是0号程序；

            0号程序建立了1号程序以及其他的一些服務的核心線程，這樣整個系統就啟動起來了。

    第四周：系統調用

            系統調用三層皮：（1）xyz( API )    （2）system_call( 中斷向量 )    （3）sys_xyz( 服務程式 )

    第五周：system_call過程分析

            （1）int 0x80從使用者态進入核心态，跳到system_call()函數處執行相應服務程序。在此過程中核心先儲存中斷環境，然後執行系統調用函數。

            （2）system_call()函數通過系統調用号查找系統調用表sys_cal_table來查找具體系統調用服務程序。

            （3）執行完系統調用後，iret之前，核心會檢查是否有新的中斷産生、是否需要程序切換、是否學要處理其它程序發送過來的信号等。

            （4）核心是處理各種系統調用的中斷集合，通過中斷機制實作程序上下文的切換，通過系統調用管理整個計算機軟硬體資源。

            （5）如沒有新的中斷，restore儲存的中斷環境并傳回使用者态完成一個系統調用過程。

    第六周：程序建立過程學習

             （1）無論用三種系統調用clone、fork、vfork中的哪種來建立一個新程序，都是通過調用do_fork來實作的

             （2）通過複制父程序PCB的task_struct建立一個新程序

             （3）子程序修改複制後的PCB，如pid、程序連結清單等

             （4）fork()系統調用産生的子程序從ret_from_fork處開始執行，p->thread.ip = (unsigned long)ret_from_fork

             （5）可通過傳回值判斷目前程序是父程序還是子程序，父程序處傳回程序号，子程序自己傳回0

    第七周：可執行檔案的裝載和運作

           可執行程式是怎麼得來的：C代碼經過編譯器的預處理編譯、編譯成彙編代碼、編譯器将其編譯成目标代碼、連結成可執行檔案

            Linux核心裝載和啟動一個可執行程式

                 （1）建立新程序

                 （2）新程序調用execve()系統調用執行指定的ELF檔案

                 （3）調用核心的入口函數sys_execve()，sys_execve()服務例程修改目前程序的執行上下文 

            ELF格式中主要有3種可執行檔案：可重定位檔案.o，可執行檔案，共享目标檔案  

            ELF可執行檔案會被預設映射到0x8048000這個位址           

           指令行參數和環境變量是如何進入新程式的堆棧的

            Shell程式-->execve-->sys_execve，然後在初始化新程式堆棧時拷貝進去。

            先函數調用參數傳遞，再系統調用參數傳遞

            目前程式執行到execve系統調用時陷入核心态，在核心中用execve加載可執行檔案，把目前程序的可執行檔案覆寫掉，execve系統調用傳回到新的可執行程式的起點

            動态連結庫的裝載過程是一個圖的周遊過程，ELF格式中的.interp和.dynamic需要依賴動态連結器來解析，entry傳回到使用者态時不是傳回到可執行程式規定的起點，傳回到動态鍊            接器的程式入口

    第八周：程序排程過程分析

           Linux中程序切換的一般步驟為：  

　　　　　　（1）檢測目前程序的狀态，挂起目前程序的IO請求以防止死鎖

　　　　　　（2）擷取目前運作CPU，以及它的可運作程序隊列

　　　　　　（3）從程序隊列中擷取目前程序的task_struct，并通過程序排程算法從隊列中選擇一個合适的程序作為待調入程序

　　　　　　（4）檢測待調入程序的狀态以確定其正确性

　　　　　　（5）使用switch_to宏來進行目前程序與待調入程序的切換（期間完成新程序的資源準備工作）

　　　　　　（6）新程序完成schedule()，結束整個程序切換過程

 三、部落格彙總

　　第一周：　http://www.cnblogs.com/haiye/p/5213800.html　

　　第二周：　http://www.cnblogs.com/haiye/p/5245593.html　

　　第三周：　http://www.cnblogs.com/haiye/p/5271563.html 

　　第四周：　http://www.cnblogs.com/haiye/p/5296174.html　

　　第五周：　http://www.cnblogs.com/haiye/p/5325347.html

　　第六周：　http://www.cnblogs.com/haiye/p/5350333.html

　　第七周：　http://www.cnblogs.com/haiye/p/5374272.html

　　第八周：　http://www.cnblogs.com/haiye/p/5402162.html

四、總結

　　說實話，不是恭維，這門課的遺憾在于時間太短，好多東西沒能繼續學下去，如果孟老師能接着講下去就好了，真的能學到很多東西。有些東西學的并不隻是一門學科，更重要的是老師的思路，知識如果隻是學到，而不能融會貫通，我覺得和沒有學過差别不大，提綱挈領比硬塞知識，真的好的多太多，隻有邏輯搞清楚，主線弄明白，腦子裡的條理才會清晰，這樣才能說真的我學了這門課。

    雖然這門課在網易雲上學完了，但我的課程還沒有結束，感謝孟老師把我領進門，帶我走過最開始的懵懂階段，接下來我會自己認真的走下去。多謝孟老師，辛苦了。