Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)

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标签: Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九) Oracle博客 51CTO博客

2023-04-08 18:24:00 103浏览

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九),例如:以上就是今天要讲的内容,本文仅仅简单介绍了pandas的使用,而pan


Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_服务器

系列文章目录



Linux 0.11启动过程分析(一)Linux 0.11 fork 函数(二)
Linux0.11 缺页处理(三)
Linux0.11 根文件系统挂载(四)
Linux0.11 文件打开open函数(五)
Linux0.11 execve函数(六)
Linux0.11 80X86知识(七)
Linux0.11 内核体系结构(八)
Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)


文章目录

  • 系列文章目录
  • 前提回顾
  • 内存分布
  • 堆栈信息
  • 寄存器信息
  • 段选择符
  • 通用寄存器
  • task[0] 信息
  • ldt
  • tss
  • 一、环境初始化
  • 二、move_to_user_mode
  • 寄存器
  • 分析
  • 段选择符
  • 段描述符
  • 描述
  • 三、补充配置
  • 1、空格
  • 2、文字颜色
  • 3、文字大小
  • 4、字体
  • 5、背景色
  • 6、文章转载
  • 7、代码片
  • 8、文字居中
  • 9、公式
  • 总结

前提回顾

    Linux 系统经历 BIOSbootsect.s、setup.s、head.s 一系列执行后,    其从实模式切换到了 32 位保护模式,此时即将运行 init/main.c 中的 main 函数。

内存分布

此时其内存分布如下:

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_运维_02


Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_运维_03

堆栈信息

堆栈信息如下图:

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_运维_04

寄存器信息

段选择符

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_寄存器_05

通用寄存器

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_运维_06

task[0] 信息

struct task_struct {
	// ...
	
    /* 本任务的局部表描述符。 0 空, 1 代码段 cs, 2 数据段和堆栈段 ds&ss */
	struct desc_struct ldt[3];
    /* 本进程的任务状态段信息结构 */
	struct tss_struct tss;
};
ldt

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_选择符_07

tss

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_寄存器_08


一、环境初始化

void main(void) /* This really IS void, no error here. */
{               /* The startup routine assumes (well, ...) this */
                /*
                 * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
                 * enable them
                 */

  ROOT_DEV = ORIG_ROOT_DEV;
  drive_info = DRIVE_INFO;
  memory_end = (1 << 20) + (EXT_MEM_K << 10);
  memory_end &= 0xfffff000;
  if (memory_end > 16 * 1024 * 1024)
    memory_end = 16 * 1024 * 1024;
  if (memory_end > 12 * 1024 * 1024)
    buffer_memory_end = 4 * 1024 * 1024;
  else if (memory_end > 6 * 1024 * 1024)
    buffer_memory_end = 2 * 1024 * 1024;
  else
    buffer_memory_end = 1 * 1024 * 1024;
  main_memory_start = buffer_memory_end;
#ifdef RAMDISK
  main_memory_start += rd_init(main_memory_start, RAMDISK * 1024);
#endif
  mem_init(main_memory_start, memory_end);
  trap_init();
  blk_dev_init();
  chr_dev_init();
  tty_init();
  time_init();
  sched_init();
  buffer_init(buffer_memory_end);
  hd_init();
  floppy_init();
  sti();
  move_to_user_mode();
  if (!fork()) { /* we count on this going ok */
    init();
  }
  /*
   *   NOTE!!   For any other task 'pause()' would mean we have to get a
   * signal to awaken, but task0 is the sole exception (see 'schedule()')
   * as task 0 gets activated at every idle moment (when no other tasks
   * can run). For task0 'pause()' just means we go check if some other
   * task can run, and if not we return here.
   */
  for (;;)
    pause();
}

    代码执行到 move_to_user_mode 函数之前,其进行了一系列初始化操作。跟踪发现除了通用寄存器发生变化外,段寄存器,task[0]ldttss 都未发生变化。

以下为通用寄存器信息:

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_服务器_09

    执行完 move_to_user_mode 函数后,程序由内核态进入用户态(任务 0 的用户态)。

二、move_to_user_mode

   move_to_user_mode 函数把进程 0 由内核态转成用户态。其代码如下:

#define move_to_user_mode() \		// 模仿中断硬件压栈,顺序是 ss、esp、eflags、cs、eip
__asm__ ("movl %%esp,%%eax\n\t" \	
	"pushl $0x17\n\t" \				// ss 入栈, 0x17 即二进制的 10111(特权级3、LDT、数据段)
	"pushl %%eax\n\t" \				// esp 入栈
	"pushfl\n\t" \					// eflags 入栈
	"pushl $0x0f\n\t" \				// cs 入栈, 0x0f 即 111 (特权级3、LDT、代码段)
	"pushl $1f\n\t" \				// eip 入栈
	"iret\n" \						// 出栈恢复现场,翻转特权级从 0 到 3
	"1:\tmovl $0x17,%%eax\n\t" \	// 下面的代码使 ds、es、fs、gs 与 ss 一致
	"movw %%ax,%%ds\n\t" \
	"movw %%ax,%%es\n\t" \
	"movw %%ax,%%fs\n\t" \
	"movw %%ax,%%gs" \
	:::"ax")

寄存器

此时寄存器的信息如下:

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_寄存器_10

ldt:

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_运维_11


tss 未发生变化

分析

typedef struct desc_struct {
	unsigned long a,b;
} desc_table[256];

以下为 GDT、LDT、TSS 间的关系:

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_linux_12


值的形式为:b:a

0

1

2

3

4

5

NULL

内核CS

内核DS

NULL

TSS0

LDT0

0:0

C09A00:FFF

C09300:FFF

0:0

8B01:F4480068

8201:F4300068

6

7

8

9


TSS1

LDT1

TSS2

LDT2


0:0

0:0

0:0

0:0


段选择符

段选择符结构如下:

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_linux_13

段描述符

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_服务器_14

描述

段寄存器 CS0x08 变为 0x0F

  • 选择符(0x08)指定了 GDT 中具有 RPL=0 的段 1,其索引字段值是 1,TI 位是 0,指定 GDT 表。其指向的描述符值为:0xC09A00:FFF
  • Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_运维_15

  • 选择符(0x0f)指定了 LDT 中具有 RPL=3 的段 1,其索引字段值是 1,TI 位是 1,指定 LDT 表。其指向Task0的局部描述符,其值为:C0FA00:0x9F

其他段寄存器 SSDSESFSGS0x10 变成了 0x17

  • 选择符(0x10)指定了 GDT 中具有 RPL=0 的段 2,其索引字段值是 2,TI 位是 0,指定 GDT 表。其指向的描述符值为:0xC09300:FFF
  • Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_服务器_16

  • 选择符(0x17)指定了 LDT 中具有 RPL=3 的段 2,其索引字段值是 2,TI 位是 1,指定 LDT 表。其指向Task0的局部描述符,其值为:C0F300:0x9F

三、补充配置

1、空格

&emsp; 为“全角空格”
&emsp; 为“全角空格”
&nbsp; 为“不换行空格”

2、文字颜色

浅红色文字:<font color="#dd0000">浅红色文字:</font><br /> 
深红色文字:<font color="#660000">深红色文字</font><br /> 
浅绿色文字:<font color="#00dd00">浅绿色文字</font><br /> 
深绿色文字:<font color="#006600">深绿色文字</font><br /> 
浅蓝色文字:<font color="#0000dd">浅蓝色文字</font><br /> 
深蓝色文字:<font color="#000066">深蓝色文字</font><br /> 
浅黄色文字:<font color="#dddd00">浅黄色文字</font><br /> 
深黄色文字:<font color="#666600">深黄色文字</font><br /> 
浅青色文字:<font color="#00dddd">浅青色文字</font><br /> 
深青色文字:<font color="#006666">深青色文字</font><br /> 
浅紫色文字:<font color="#dd00dd">浅紫色文字</font><br /> 
深紫色文字:<font color="#660066">深紫色文字</font><br />


Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_选择符_17

3、文字大小

size为1:<font size="1">size为1</font><br /> 
size为2:<font size="2">size为2</font><br /> 
size为3:<font size="3">size为3</font><br /> 
size为4:<font size="4">size为4</font><br /> 
size为10:<font size="10">size为10</font><br />

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_寄存器_18

4、字体

<font face="黑体">我是黑体字</font>
<font face="宋体">我是宋体字</font>
<font face="微软雅黑">我是微软雅黑字</font>
<font face="fantasy">我是fantasy字</font>
<font face="Helvetica">我是Helvetica字</font>

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_选择符_19

5、背景色

<table>
    <tr>
        <td bgcolor=#FF00FF>背景色的设置是按照十六进制颜色值:#7FFFD4</td>		</tr>
</table>
<table>
    <tr>
        <td bgcolor=#FF83FA>背景色的设置是按照十六进制颜色值:#FF83FA
        </td>
    </tr>
</table>
<table>
    <tr>
        <td bgcolor=#D1EEEE>背景色的设置是按照十六进制颜色值:#D1EEEE
        </td>
    </tr>
</table>
<table>
    <tr>
        <td bgcolor=#C0FF3E>背景色的设置是按照十六进制颜色值:#C0FF3E
        </td>
    </tr>
</table>
<table>
    <tr>
        <td bgcolor=#54FF9F>背景色的设置是按照十六进制颜色值:#54FF9F
        </td>
    </tr>
</table>
<table>
    <tr>
        <td bgcolor=DarkSeaGreen>这里的背景色是:DarkSeaGreen,此处输入任意想输入的内容
        </td>
    </tr>
</table>

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_寄存器_20

6、文章转载

文章作者(任意想输入的汉字), <a href="转载文章的网址">转载文章的名称</a>

Linux0.11 系统调用进程创建与执行(九)_linux_21

7、代码片

名称

关键字

调用的js

说明

AppleScript

applescript

shBrushAppleScript.js

ActionScript 3.0

actionscript3 , as3

shBrushAS3.js

Shell

bash , shell

shBrushBash.js

ColdFusion

coldfusion , cf

shBrushColdFusion.js

C

cpp , c

shBrushCpp.js

C#

c# , c-sharp , csharp

shBrushCSharp.js

CSS

css

shBrushCss.js

Delphi

delphi , pascal , pas

shBrushDelphi.js

diff&patch

diff patch

shBrushDiff.js

用代码版本库时,遇到代码冲突,其语法就是这个

Erlang

erl , erlang

shBrushErlang.js

Groovy

groovy

shBrushGroovy.js

Java

java

shBrushJava.js

JavaFX

jfx , javafx

shBrushJavaFX.js

JavaScript

js , jscript , javascript

shBrushJScript.js

Perl

perl , pl , Perl

shBrushPerl.js

PHP

php

shBrushPhp.js

text

text , plain

shBrushPlain.js

就是普通文本

Python

py , python

shBrushPython.js

Ruby

ruby , rails , ror , rb

shBrushRuby.js

SASS&SCSS

sass , scss

shBrushSass.js

Scala

scala

shBrushScala.js

SQL

sql

shBrushSql.js

Visual Basic

vb , vbnet

shBrushVb.js

XML

xml , xhtml , xslt , html

shBrushXml.js

Objective C

objc , obj-c

shBrushObjectiveC.js

F#

f# f-sharp , fsharp

shBrushFSharp.js

xpp

xpp , dynamics-xpp

shBrushDynamics.js

R

r , s , splus

shBrushR.js

matlab

matlab

shBrushMatlab.js

swift

swift

shBrushSwift.js

GO

go , golang

shBrushGo.js


8、文字居中

<center>数据结构和算法是居中展示,使用center标签</center>

9、公式

MarkDown数学公式基本语法

总结

提示:这里对文章进行总结:

例如:以上就是今天要讲的内容,本文仅仅简单介绍了pandas的使用,而pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。


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