基于Linux操作系统的系统调用分析

系统调用是指操作系统内核提供给应用程序调用的一系列函数(也可称为一组特殊接口),功能十分强大,应用程序通过这些函数来获得操作系统提供的有关设备管理、进程控制、进程间通信等一系列的功能,而不必了解系统的内部结构,从而起到减轻用户负担、保护系统以及提高资源利用率的作用。

作为开源软件的代表,Linux操作系统以其源码的开放性、极强的稳定性,适用于多种计算机平台、且由全世界各地数以百计的程序员设计和维护,最近数年得到了广泛的应用。

它的系统调用不同于其他操作系统:在给用户程序提供服务的同时,还对内核安全提供了保障,使用户程序不能随意修改系统调用。

文中分析了Linux系统调用的具体过程,以及在有Linux源代码的情况下,通过一个简单实例说明如何添加适合用户自己的系统调用的方法。

1Linux的系统调用分析在Linux系统中,程序的运行空间分为内核空间和用户空间(常称的内核态和用户态,在用户空间运行应用程序),它们分别运行在不同的级别上,在逻辑上是相互隔离的。

用户进程通常不允许访问内核,当用户进程需要获得一定的系统服务(调用内核空间的程序)时,这时就须用到系统调用。

系统调用规定用户进程进入内核空间的具体位置,然后程序运行空间从用户态进入内核态完成相关处理,处理完后再返回到用户态。

Linux系统调用是作为一种异常类型实现的,它通过执行相应的机器代码来产生异常信号,然后自动将系统切换为内核态,并执行相应的处理程序。

用户态的程序可以通过两种不同的方式实现系统调用:(1)执行int$0x80汇编语言指令,在Linux-2.4及以前的版本中,这是从用户态切换到内核态的唯一方式;(2)执行sysenter汇编指令,在Intel PentiumⅡ微处理器芯片中引入了这条指令,现仅Linux-2.6版本中支持这条指令。

系统调用完成后,系统执行iret汇编指令或sysexit汇编指令(Linux-2.6版本中支持)将系统返回到用户态,控制权还交给用户进程。

因为支持进入或退出Linux内核的这两种方式须满足如下条件:(1)内核必须既支持只使用int $0x80指令的旧函数库,同时也支持使用sysenter指令的新函数库;(2)使用sysenter指令的标准库必须能处理仅支持int$0x80指令的旧内核;(3)内核和标准库必须既能运行在不包含sysenter指令的旧处理器上,也能运行在包含它的新处理器上。

所以接下来的分析都是基于Linux-2.4.20版本进行。

1.1调用结构和函数Linux的系统调用是一套C语言函数名的集合,如write()、open()、read()等,共258个(Red Hat Linux-2.4.20)。

为了实现系统调用的功能,在Linux 内核定义了相关的数据结构和函数。

当产生系统调用时通过int$0x80指令进入系统调用总入口(system_call),在入口处保存寄存器当基于Linux操作系统的系统调用分析范恩魁陈亚军(西华师范大学,南充637000)摘要:Linux操作系统具有源码的开放性和极强的稳定性等优点。

基于Linux-2.4内核,分析了系统调用的实现原理和过程,讨论了用户增加新的系统功能调用的实现方法。

关键词:系统调用;Linux;内核中图分类号:TP316文献标识码:A文章编号:1673-1980(2008)06-0124-03收稿日期:2008-08-15基金项目:四川省教育厅重大科研培育项目(07ZZ035)作者简介:范恩魁(1983-),男,四川遂宁人,西华师范大学计算机学院硕士研究生,研究方向:嵌入式系统开发。

第10卷第6期重庆科技学院学报(自然科学版)2008年12月124··前值,检验当前调用是否合法以及根据系统调用表_sys_call_table和EAX的系统调用号找到并转入系统调用的响应函数,从响应函数返回后让EAX寄存器保存函数返回值,跳转至ret_from_sys_call,最后均从restore_all返回到用户空间。

系统调用总入口和系统调用表在文件/usr/src/ linux-2.4/arch/i386/kernel/entry.s中进行了定义。

系统调用表依次保存着所有系统调用的函数指针,通过这张表就可以根据特定系统调用在表中的偏移量找到对应的系统调用响应函数的入口地址,其部分代码如下:ENTRY(sys_call_table).long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall).long SYMBOL_NAME(sys_exit)………………….long SYMBOL_NAME(sys_set_tid_address).rept NR_syscalls-(.-sys_call_table)/4.long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall).endrLinux在文件/usr/src/linux-2.4/include/asm-i386/unistd.h中为每个系统调用规定了唯一的系统调用号,通过系统调用号可以找到系统调用表中对应表项的内容,它正好就是该系统调用响应函数的入口地址。

其定义形式如下所示:#define__NR_exit1#define__NR_fork2…………………#define__NR_set_tid_address258Linux中的系统响应函数的函数名约定以“sys_”开头,后跟该系统调用的名字,构成258个形如sys_name()的函数名。

如write()的响应函数为sys_write()。

响应函数在/usr/src/linux-2.4/Kernel/sys. c中实现,函数格式为:Asmlinkage函数返回类型sys_函数名(参数列表){函数内容}1.2参数的传递Linux系统调用的参数通过标准C库把待传参数装载到CPU的寄存器中,然后触发0x80中断进入内核态,在内核态对参数进行相关处理.返回时又把返回值放入寄存器,把控制权交给用户程序,从寄存器中取出返回值。

与参数传递相关的宏在内核文件/usr/src/linux-2.4/include/asm-i386/unistd.h中进行了定义,共7个,即:_syscallN(),N取0-6的任意数。

通过这些宏可以实现系统调用的格式转换和参数的传递,其定义格式如下:#define_syscallN(type,name,type1,arg1,…,typeN, argN)\Type name(type1,arg1,…,typeN,argN)\{\……\}N表示系统调用所需参数的个数,type为函数返回值的类型,name为系统调用的函数名,type1,arg1,…,typeN,argN为系统调用参数类型和参数名。

由于Linux系统调用的参数传递是通过CPU 的寄存器来实现的,因此存在两个限制:(1)每个参数的大小不能超过四个字节(32位的CPU寄存器);(2)传递的参数个数不超过6个(EAX,EBX,ECX,EDX,EDI,ESI传入,返回值通过EAX传回)。

通过以上对相关数据结构和函数及参数传递的分析,以abc()系统调用为例,其调用流程如图1所示。

图1系统调用流程2增加新的系统调用通过对Linux系统调用的分析,其具体实现过程已非常清楚,我们可以根据需要添加一些特定的系统调用到内核中去。

下面通过一个简单的例子来说明添加的方法。

2.1添加源代码添加源代码就是在系统的内核文件中添加相应的系统调用响应函数,该函数的名称就是在新的系统调用名字前加sys_标志。

假设新加的系统调用名为addcall(),在/usr/src/linux-2.4/kernel/sys.c文件中添加如下源代码:asmlinkage int sys_addcall(char*pointer)……..abc()…….abc(){….int$0x80…system_call:…..sys_abc()…..RESTORE_ALLsys_abc(){….}用户态内核态125··{return pointer;}2.2连接新的系统调用添加了新的系统调用后,接下来就应使Linux 的其它文件知道该调用的存在,这时需要编辑两个文件:第一个文件是Unistd.h,在该文件中为新加的系统调用分配一个唯一的调用号。

在该文件中找到系统调用号的宏定义,然后在后面加上一行语句:#define__NR_addcall259(系统本身已用到258);第二个文件是entry.s,在该文件中有类似这样的代码:.long SYMBOL_NAME(sys_exit),用来对sys_call_table[]数组初始化,使该数组包含所有的系统调用地址。

在后面添加一行语句:.long SYMBOL_NAME(sys_addcall)。

2.3编译新的Linux内核为了使新加的系统调用生效,须以超级用户在/ usr/src/linux-2.4目录下运行如下命令:#make config//内核配置#make dep//检测文件间的依赖关系#make clearn//清除不需要的文件#make bzImage//生成新的内核映像文件2.4新内核启动并使用新的系统调用把新生成的内核拷贝到/boot目录下,然后在/boot/grub/grub.conf文件中添加内核引导。

代码如下:title My_Linuxroot(hd0,6)kernel/bzImage ro root=LABEL=/initrd/initrd-2.4.20-8.img重新启动系统,进入My_Linux就可以在应用程序中使用新加的系统调用。

仅为验证添加的系统调用成功与否,现以examp.c为例:#include</usr/src/linux-2.4/include/asm-i386/ unistd.h>_syscall1(int,addcall,int,ret)main(){Printf(“%d\n”,addcall(“恭喜您,新加的系统调用已成功实现!”));}运行gcc命令编译该程序并运行编译结果可得:恭喜您,新加的系统调用已成功实现!3结语系统调用是操作系统提供给用户的一组非常有用的接口,通过对Linux的系统调用原理及具体实现过程的分析,可以根据实际需要在系统中添加属于自己的特定系统调用,同时这对我们更好的理解Linux内核为用户提供服务的过程有了更清晰的认识。

参考文献[1][美]DANIEL P.BOVET&MARCO CESATI著.深入理解Linux内核(第三版)[M].陈莉君,张琼声,张宏伟译.北京:中国电力出版社,2007.[2]郭玉东.Linux操作系统结构分析[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.[3]孙琼.嵌入式Linux应用程序开发详解[M].北京:人民邮电出版社,2006.[4]何福贵,王家礼,刘彩宏.基于Linux的高级系统调用的研究与实现[J].现代电子技术,2005(10):39-41.[5]张步忠,金海平.Linux内核系统调用扩展研究[J].计算机技术与发展,2007(5):163-165.[6]葛仁北.系统调用与操作系统安全[J].计算机工程与应用,2002(19):97-99.Analysis of System Call Based on Linux Operation SystemFAN En-kui CHEN Ya-jun(China West Normal University,Nanchong637000)Abstract:Linux operation system has two advantages because its code is open to public and it's very stable.Based on the kernel of Linux-2.4,this article analyzes the theory and the process in details and discusses the method of adding new system call by users.Key words:system call;Linux;kernel126··。

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基于Linux操作系统的系统调用分析

基于Linux操作系统的系统调用分析

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第 1 0卷 第 6期

Linux操作系统实验总结分析报告

Linux操作系统实验总结分析报告

Linux操作系统实验总结分析报告从系统的⾓度分析影响程序执⾏性能的因素1.Linux系统概念模型从全局的⾓度来看,Linux系统分为内核空间和⽤户空间,但毫⽆疑问内核空间是Linux系统的核⼼,因为内核负责管理整个系统的进程、内存、设备驱动程序、⽂件,决定着系统的性能和稳定性。

于是从这个⾓度我构建的Linux系统的概念模型如下图所⽰:此模型将Linux系统主要划分为四个模块:内存管理、进程管理、设备驱动程序、⽂件系统。

这四个部分也是⼀个操作系统最基本也是最重要的功能。

2.概念模型解析2.1 内存管理Linux系统采⽤虚拟内存管理技术,使得每个进程都有各⾃互不⼲涉的进程地址空间。

该空间是块⼤⼩为4G的线性虚拟空间,⽤户所看到和接触到的都是该虚拟地址,⽆法看到实际的物理内存地址。

利⽤这种虚拟地址不但能起到保护操作系统的效果(⽤户不能直接访问物理内存),⽽且更重要的是,⽤户程序可使⽤⽐实际物理内存更⼤的地址空间。

内存管理主要有分为如下⼏个功能:地址映射、虚拟地址管理、物理内存管理、内核空间管理、页⾯换⼊换出策略和⽤户空间内存管理,这些模块的架构图如下所⽰:2.2 进程管理进程管理是Linux系统⾮常重要的⼀部分,进程管理虽然不像内存管理、⽂件系统等模块那样复杂,但是它与其他⼏个模块的联系是⾮常紧密的。

进程管理主要包括进程的创建、切换、撤销和进程调度。

2.2.1 进程的创建、切换、撤销进程的创建:在Linux编程中,⼀般采⽤fork()函数来创建新的进程,当然,那是在⽤户空间的函数,它会调⽤内核中的clone()系统调⽤,由clone()函数继续调⽤do_fork()完成进程的创建。

整个进程创建过程可能涉及到如下函数:fork()/vfork()/_clone----------->clone()--------->do_fork()---------->copy_process()进程的切换:进程切换⼜称为任务切换、上下⽂切换。

Linux内核中系统调用详解

Linux内核中系统调用详解

Linux内核中系统调用详解什么是系统调用?(Linux)内核中设置了一组用于实现各种系统功能的子程序,称为系统调用。

用户可以通过系统调用命令在自己的应用程序中调用它们。

从某种角度来看,系统调用和普通的函数调用非常相似。

区别仅仅在于,系统调用由(操作系统)核心提供,运行于核心态;而普通的函数调用由函数库或用户自己提供,运行于用户态。

随Linux核心还提供了一些(C语言)函数库,这些库对系统调用进行了一些包装和扩展,因为这些库函数与系统调用的关系非常紧密,所以习惯上把这些函数也称为系统调用。

为什么要用系统调用?实际上,很多已经被我们习以为常的C语言标准函数,在Linux 平台上的实现都是靠系统调用完成的,所以如果想对系统底层的原理作深入的了解,掌握各种系统调用是初步的要求。

进一步,若想成为一名Linux下(编程)高手,也就是我们常说的Hacker,其标志之一也是能对各种系统调用有透彻的了解。

即使除去上面的原因,在平常的编程中你也会发现,在很多情况下,系统调用是实现你的想法的简洁有效的途径,所以有可能的话应该尽量多掌握一些系统调用,这会对你的程序设计过程带来意想不到的帮助。

系统调用是怎么工作的?一般的,进程是不能访问内核的。

它不能访问内核所占内存空间也不能调用内核函数。

(CPU)(硬件)决定了这些(这就是为什么它被称作"保护模式")。

系统调用是这些规则的一个例外。

其原理是进程先用适当的值填充(寄存器),然后调用一个特殊的指令,这个指令会跳到一个事先定义的内核中的一个位置(当然,这个位置是用户进程可读但是不可写的)。

在(Intel)CPU中,这个由中断0x80实现。

硬件知道一旦你跳到这个位置,你就不是在限制模式下运行的用户,而是作为操作系统的内核--所以你就可以为所欲为。

进程可以跳转到的内核位置叫做sysem_call。

这个过程检查系统调用号,这个号码告诉内核进程请求哪种服务。

然后,它查看系统调用表(sys_call_table)找到所调用的内核函数入口地址。

Linux操作系统分析课件6

Linux操作系统分析课件6
Linux Operating Systems Analysis 5

返回值



xlanchen@2007.9.29
系统调用程序及服务例程

当用户态进程调用一个系统调用时,CPU切换 到内核态并开始执行一个内核函数。

在Linux中是通过执行int $0x80这条汇编语言来执 行系统调用的,这条汇编指令产生向量为128的编 程异常

传参: 内核实现了很多不同的系统调用,进程必须传 递一个名为系统调用号的参数来指明需要调用 的系统调用,eax寄存器就用作这个目的
Linux Operating Systems Analysis 6
xlanchen@2007.9.29

所有的系统调用返回一个整数值。这里的返回 值与封装例程返回值的约定是不同的。
7

系统调用处理程序也其他异常处理程序的结构 类似,执行下列操作



在进程的内核态堆栈中保存大多数寄存器的内容 (即保存恢复进程到用户态执行所需要的上下文) 调用名为系统调用服务例程的相应的C函数来处理 系统调用 通过ret_from_sys_call()从系统调用返回
xlanchen@2007.9.29
用户态堆栈 内核态C函数 内核态堆栈
用户态C函数
xlanchen@2007.9.29
Linux Operating Systems Analysis
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在int $0x80汇编指令之前,系统调用的参数被写入 CPU的寄存器。然后,在进入内核态调用系统调用 服务例程之前,内核再把存放在CPU寄存器中的参 数拷贝到内核态堆栈中。因为毕竟服务例程是C函 数,它还是要到堆栈中去寻找参数的

10-5 Linux操作系统 - 中断、异常及系统调用

10-5 Linux操作系统 - 中断、异常及系统调用

10.5.4 中断上半部分的处理 一、 中断控制器 •每个硬件设备控制器都能通过中断请求线 发出中断请求(简称IRQ) •所有设备的中断请求线又连到中断控制器 的输入端。 •在x86单CPU的机器上采用两个8259A芯片作 为中断控制器,一主一从。
•当8259A有中断信号输入同时中断信号不被 屏蔽时,主8259A向CPU发出 INT信号,请求 中断。这时如果CPU是处于允许中断状况, CPU就会发信号给8259A进入中断响应周期。 •在对8259A芯片的初始化过程中,第n号中 断在IDT表中的向量号为 n+32
•IDT中向量号的使用情况如下: 0-31 异常与非屏蔽中断使用。 32-47 可屏蔽中断使用32至47 128(0x80)实现系统调用。 其余 未使用 •保存现场 发生异常时在核心栈的程序计数器eip的 值取决于具体情况。一般情况下eip保存的 下一条指令的地址,但对于页面异常,保存 的产生异常的这条指令的地址而不是下一条 指令的地址
中断向量表IDT •IDT是中断/异常处理在内核的入口。IDT表 项还记录了一些其它信息用以安全检查。 •IDT在系统初始化时创建。 •每个中断/异常都有一个向量号,该号的值 在0-255之间,该值是中断/异常在IDT中的 索引。 •每个中断/异常均有其相应的处理函数,中 断/异常在使用前必须在IDT中注册信息以保 证发生中断/异常时能找到相应的处理函数。
struct hw_interrupt_type { const char * typename; unsigned int (*startup)(unsigned int irq); void (*shutdown)(unsigned int irq); void (*enable)(unsigned int irq); void (*disable)(unsigned int irq); void (*ack)(unsigned int irq); void (*end)(unsigned int irq); void (*set_affinity)(unsigned int irq, unsigned long mask); };

linux 系统调用号表

linux 系统调用号表

linux 系统调用号表Linux系统调用号表是一个非常重要的概念,它提供了Linux操作系统中各种系统调用的编号及其对应的功能。

系统调用是操作系统提供给用户程序使用的一组接口,通过系统调用,用户程序可以请求操作系统执行特定的功能,如文件操作、进程管理等。

Linux系统调用号表是一个包含了众多系统调用的列表,每个系统调用都有一个唯一的编号。

这个编号是操作系统内部用来标识不同系统调用的方式之一。

通过使用系统调用号,用户程序可以向操作系统发起请求,告诉操作系统需要执行哪个系统调用。

在Linux系统中,系统调用号表是以数组的形式存在的。

数组的每个元素对应一个系统调用,其值为该系统调用的编号。

通过查阅系统调用号表,用户程序可以获知每个系统调用的编号,从而方便地使用系统调用提供的功能。

系统调用号表的设计是经过精心考虑的,每个系统调用的编号都是根据其功能特点和使用频率来确定的。

编号的分配是有一定规律的,相似功能的系统调用通常会有相近的编号,这样可以方便用户程序记忆和使用。

系统调用号表的设计是为了方便用户程序开发者使用系统调用,提供了一种统一的方式来标识和调用系统调用。

通过使用系统调用号表,用户程序可以直接通过编号来调用系统调用,而不需要知道系统调用的具体名称和实现细节。

Linux系统调用号表是Linux操作系统中一个重要的数据结构,它提供了系统调用的编号及其对应的功能。

通过使用系统调用号表,用户程序可以方便地调用系统调用,从而实现各种功能。

这个表的设计是经过精心考虑的,以方便用户程序的开发和使用。

无论是文件操作、进程管理还是其他功能,系统调用号表都为用户程序提供了一个统一的接口。

嵌入式Linux系统中系统调用机制的分析与研究

用 程 序 展 现 硬 件 的所 有 功 能 , 应 该 强 加 其 它 的 约 束 , 于 硬 不 对
列 函 数 , 内 核 中实 现 , 后 通 过 一 定 的 方 式 呈 现 给 用 户 , 在 然 是
用 户程序与 内核交互 的主要接 口。 在 Ln x 统 中 , 有 的 外 部 设 备 都 被 看 作 是 目录 /e 下 iu 系 所 dv
文献标 识码 : A
文 章编 号 :0072 (0 8 0 —2 l 3 10 —0 4 2 0 ) 20 7 一 0
An l ssa dr s a c fs se c l me h n s i mb d e n xs se ay i n e e r h o tm- a l c a im e e d dLiu y tm y n
M A n — e, W ANG a — e Fe g g Xin p i
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维普资讯
第2 卷 9
VO1 29 .
第2 期
NO. 2
计 算 机 工 程 与 设 计
Co ue gn e iga dDe i n mp t r En ie r n sg n
20 年 1 08 月
J n.2 08 a 0 来自嵌入式 Ln x系统中系统调用机制的分析与研究 i u

Linux命令高级技巧使用strace命令进行系统调用跟踪

Linux命令高级技巧使用strace命令进行系统调用跟踪Linux命令高级技巧:使用strace命令进行系统调用跟踪在Linux系统中,strace是一种非常有用的调试工具,它可以帮助开发者追踪并分析应用程序与操作系统之间的系统调用。

本文将介绍如何使用strace命令进行系统调用跟踪,并分享一些高级技巧。

一、什么是系统调用(System Call)?系统调用是操作系统提供给应用程序访问其服务的接口。

当应用程序需要操作底层硬件设备、进行文件读写、执行进程管理等操作时,通常需要通过系统调用来向操作系统发出请求。

而strace命令可以帮助我们追踪并记录这些系统调用的执行情况。

二、strace命令的基本用法1. 安装strace命令首先,确保你的系统中已经安装了strace命令。

在大多数Linux发行版中,可以使用以下命令安装:```sudo apt-get install strace # Debian/Ubuntusudo yum install strace # Red Hat/CentOSsudo dnf install strace # Fedora```2. 执行strace命令要追踪某个应用程序的系统调用,可以使用以下命令格式:```strace <command>```例如,要追踪ls命令的系统调用,可以运行:```strace ls```3. 查看系统调用运行strace命令后,它会输出一系列关于系统调用的信息,包括调用的函数、参数、返回值等。

通过分析这些信息,我们可以了解应用程序与操作系统之间的交互过程。

三、高级技巧:使用strace命令进行调试除了基本的使用方法外,strace还提供了一些高级技巧和选项,用于更详细地分析和调试应用程序的系统调用。

1. 跟踪某个系统调用有时候我们只关心某个特定的系统调用,可以使用`-e`选项来进行筛选。

例如,只跟踪`open`系统调用可以运行:```strace -e open ls```在输出中,只会显示`open`系统调用相关的信息。

linux动态库调用方法

linux动态库调用方法Linux动态库调用方法动态库是一种程序库,它在程序运行时才会被加载和链接,相对于静态库来说,动态库更加灵活和高效。

在Linux系统中,动态库的调用方法有多种,本文将介绍其中的一些常用方法。

1. 静态调用静态调用是指在编译链接阶段将动态库的代码完全复制到可执行文件中,使得可执行文件不再依赖于动态库。

在Linux系统中,静态调用需要使用静态库文件(以.a为后缀),可以通过在编译命令中添加-l参数来指定静态库文件的路径。

例如:```gcc main.c -L/path/to/lib -lmylib -o main```其中,/path/to/lib是动态库所在的路径,mylib是动态库的名称,main是生成的可执行文件名。

2. 动态调用动态调用是指在程序运行时动态加载和链接动态库。

在Linux系统中,动态调用需要使用动态库文件(以.so为后缀),可以通过以下几种方法进行动态调用。

(1)dlopen/dlsymdlopen和dlsym是Linux系统提供的动态库加载和符号查找函数。

dlopen函数用于加载动态库,dlsym函数用于查找动态库中的符号。

可以通过以下代码进行调用:```c#include <dlfcn.h>void* handle = dlopen("/path/to/libmylib.so", RTLD_LAZY);if (handle == NULL) {printf("Failed to load library: %s\n", dlerror());return -1;}void (*function)() = dlsym(handle, "my_function");if (function == NULL) {printf("Failed to find symbol: %s\n", dlerror());dlclose(handle);return -1;}function();dlclose(handle);```其中,/path/to/libmylib.so是动态库所在的路径,my_function 是动态库中的函数名。

Linux实验总结分析报告

Linux实验总结分析报告SA20225405 苏俊杰作业要求:1、请您根据本课程所学内容总结梳理出⼀个精简的Linux系统概念模型,最⼤程度统摄整顿本课程及相关的知识信息,模型应该是逻辑上可以运转的、⾃洽的,并举例某⼀两个具体例⼦(⽐如读写⽂件、分配内存、使⽤I/O驱动某个硬件等)纳⼊模型中验证模型。

2、然后将⼀个应⽤程序放⼊该系统模型中系统性的梳理影响应⽤程序性能表现的因素,并说明原因。

3、产出要求是发表⼀篇博客⽂章,长度不限,1要简略,2是重点,只谈⾃⼰的思考和梳理。

1.精简的Linux系统概念模型Linux操作系统:通俗的操作系统主要是包含软件和硬件两部分统⼀运⾏的,并由操作系统来统⼀管理硬件的软件系统,⽽linux是⼀个基于POSIX的多⽤户、多任务、⽀持多线程和多CPU的操作系统。

Linux系统主要包含4个主要部分:内核、shell、⽂件系统和应⽤程序。

其中内核、shell和⽂件系统⼀起形成了基本的操作系统结构,它们使得⽤户可以运⾏程序、管理⽂件并使⽤系统。

Linux操作系统相对于其他操作系统的特点是万物皆可看做⽂件,⽆论是软件资源还是硬件资源都看做⽂件进⾏操作。

Linux操作系统被抽象为不同的层级和模块,如下图所⽰。

如果让我们把Linux系统再精简些,就是下图所⽰的模样:如图中所⽰,我们可以看到,内核直接与硬件打交道,并给上层应⽤提供系统调⽤,让他们间接的使⽤硬件资源。

shell似乎Linux系统中⽅便⼈机交互的界⾯软件,库函数不属于Linux内核,但是它封装了基本的功能供⼈使⽤,提⾼了编程效率。

2.进程管理进程管理是linux系统的核⼼部分,在Linux内核中⽤⼀个数据结构struct task_struct来描述进程,直接或间接提供了进程相关的所有信息。

struct task_struct的结构包括了进程的状态、进程双向链表的管理,以及控制台tty、⽂件系统fs的描述、进程打开⽂件的⽂件描述符files、内存管理的描述mm,还有进程间通信的信号signal的描述等内容。

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