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Linux 内核空间用户空间实现分析

针对 Linux 操作系统而言,最高的 1G 字节(从虚拟地址 0xC0000000 到 0xFFFFFFFF)由内核使用,称为内核空间。...为什么需要区分内核空间用户空间 在 CPU 的所有指令中,有些指令是非常危险的,如果错用,将导致系统崩溃,比如清内存、设置时钟等。...内核用户态 好了我们现在需要再解释一下什么是内核态、用户态: 当进程运行在内核空间时就处于内核态,而进程运行在用户空间时则处于用户态。...对于 Linux 来说,通过区分内核空间和用户空间的设计,隔离了操作系统代码(操作系统的代码要比应用程序的代码健壮很多)应用程序代码。...所以说,Linux 中每个进程有两个栈,分别用于用户态和内核态。 下图简明的描述了用户态内核态之间的转换: ?

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Linux内核分析内核编程

、原理及组成框架,主要分析Linux最新版本(2.6.11)的内核源代码,帮助读者深入理解Linux 内核,精通Linux内核编程。...第2章“进程及进程调度”分析了进程结构及进程调度算法。 第3章“内核同步机制”介绍了内核的互斥机制:自旋锁、原子操作和信号量。还说明了RCU读写机制,及内核用户空间进行通信的机制。...第18章“内核配置编译”说明了内核的配置、配置语言的语法,还分析了makefile是如何进行内核编译的。...第2章“进程及进程调度”分析了进程结构及进程调度算法。 第3章“内核同步机制”介绍了内核的互斥机制:自旋锁、原子操作和信号量。还说明了RCU读写机制,及内核用户空间进行通信的机制。...第18章“内核配置编译”说明了内核的配置、配置语言的语法,还分析了makefile是如何进行内核编译的。

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Linux 内核架构分析

硬件控制层:该子系统由Linux安装中的所有可能的物理设备组成;例如,CPU,内存硬件,硬盘和网络硬件都是该子系统的成员 2.内核架构 2.1 内核之作用 Linux内核为用户进程提供了虚拟机接口。...进程间通信(IPC)子系统实现在单个Linux系统上进行进程间通信的多种机制。 从依赖性的角度分析: 进程调度程序子系统使用内存管理器为恢复特定进程的特定进程调整硬件内存映射。...最后,任务数据结构还包含指向数据结构的指针,该数据结构表示每个任务关联的所有打开的网络连接。 3.各子系统架构分析 3.1 进程调度器架构 进程调度器是Linux内核中最重要的子系统。...最后,调度程序CPU通信以挂起和恢复进程。这导致数据流和控制流。CPU负责中断当前正在执行的进程,并允许内核调度另一个进程。...3.3.1 模块结构分析 可分为四大模块: 公共驱动抽象模块 由于存在大量不兼容的硬件设备,因此存在大量的设备驱动程序。Linux系统最常见的扩展是添加了新的设备驱动程序。

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Linux内核Crash分析

在工作中经常会遇到一些内核crash的情况,本文就是根据内核出现crash后的打印信息,对其进行了分析,使用的内核版本为:Linux2.6.32。...对每一个进程来说,Linux内核都会把两个不同的数据结构紧凑的存放在一个单独为进程分配的存储空间中:一个是内核态的进程堆栈,另一个是紧挨进程描述符的数据结构thread_info,叫线程描述符。...在Linux-2.6.32内核中thread_info.h文件中有对内核堆栈的定义: #define THREAD_SIZE 8192 在Linux内核中使用下面的联合结构体表示一个进程的线程描述符和内核栈...,在内核中文件include/linux/sched.h。...bust_spinlocks(0); do_exit(SIGKILL); } (2) 对于下面的两个信息,在函数show_pte中进行了打印,下面的打印涉及到了页全局目录,页表的知识,暂时先不分析

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Linux内核分析应用2-内存寻址

本系列是对 陈莉君 老师 Linux 内核分析应用[1] 的学习记录。..."保护模式"的引入: 访问内存时不能直接从段寄存器中获得段的起始地址,而需经过额外的转化或检查 "黄金时代": Linux内核中的C和汇编语言 用的GNU的扩展C 汇编语言用的是AT&T的汇编格式...默认页大小是 4KB) 两级页表: Linux四级分页模式 I386体系结构(下) ---- 2.4 动手实践-将虚拟地址转换成物理地址 页全局目录 所有的进程都共享一个内核页表 最新的CPU...保护模式提供了四个特权级,Linux使用了其中的2个,0级对应内核态,2级对应用户态 (错) “段被分为了4个特权级,分别为0-3级,有时候我们也叫做ring0-ring3,其中,数值越小特权级越高...段地址 虚拟地址转换段分割 参考资料 [1] Linux 内核分析应用: https://next.xuetangx.com/course/XIYOU08091001441/1516763

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Linux内核分析应用3-进程管理

本系列是对 陈莉君 老师 Linux 内核分析应用[1] 的学习记录。...进程创建 对于进程,线程,内核线程,内核使用唯一的数据结构task_struct来分别表示,也使用相同的调度算法对其进行调度....所有的系统调用进入内核只有一个入口,但进入以后就分道扬镳,各有各的服务历程;而分手是暂时的,最终还是会归到一处,do_fork就是它们的聚合点...."主战场"是就绪队列,核心是调度算法,实质是进程的切换 O(1)调度: 将单链表变为多链表来实现,从O(n)降低到了O(1) 机制策略分离 完全公平调度---CFS, 没有了时间片的概念,而是分配...更多可参阅第三版第七章 参考资料 [1] Linux 内核分析应用: https://next.xuetangx.com/course/XIYOU08091001441/1516763

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Pandas 高级教程——高级时间序列分析

Python Pandas 高级教程高级时间序列分析 Pandas 提供了强大的时间序列处理功能,使得对时间序列数据进行高级分析变得更加灵活和方便。...在本篇博客中,我们将深入介绍 Pandas 中的高级时间序列分析技术,并通过实例演示如何应用这些功能。 1. 安装 Pandas 确保你已经安装了 Pandas。...导入 Pandas 库 在使用 Pandas 进行高级时间序列分析之前,导入 Pandas 库: import pandas as pd 3....总结 通过学习以上 Pandas 中的高级时间序列分析技术,你可以更灵活地处理和分析时间序列数据。这些方法包括重采样、移动窗口操作、滞后和超前、季节性分解、自相关和偏自相关分析以及时间序列模型的拟合。...希望这篇博客能够帮助你更好地运用 Pandas 进行高级时间序列分析

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Linux 内核入口分析

从启动引导程序 bootloader(uboot)跳转到 Linux 内核后,Linux 内核开始启动,今天我们分析一下 Linux 内核启动入口。...PAGE_OFFSET 是 Linux 内核空间的虚拟起始地址,定义在: linux4.14/arch/arm64/include/asm/memory.h 注意,这里的地址都很重要,很多地方会用到。...TEXT_OFFSET 定义在: linux4.14/arch/arm/Makefile 中: 这个值一般是 0x00008000 ,算出 PAGE_OFFSET 后加上这个值就是 Linux 内核的起始地址...修改这个偏移量就可以使Linux内核拷贝到不同的地址,自己修改注意内存对齐。...367 行跳转到了我们熟悉的 start_kernel,就可以看下面这篇文章: 手把手教你分析 Linux 启动流程 ·················· END ··················

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原 《Linux内核分析》小节

直到我看到孟宁老师的《Linux内核分析》这门课时,我想我大概可以在二十年后吹牛了:“当年我大二,读Linux内核源码的时候.....” 只是在学习的过程中,没有找到合适的参考书,导致复习有些困难。...通过一个简单的时间片轮转多道程序内核代码,分析linux操作系统 mykernel是一个基于Linux 3.9.4的内核模拟程序,通过观察软件模拟的操作系统运行过程可以帮助我们理解操作系统的进程工作、调度机制...跟踪分析Linux系统的启动过程 MenuOS是一个基于Linux 3.18.6内核的微型操作系统,本文使用gdb来观察系统的启动过程,至init进程被启动为止。...分析system_call的中断处理过程 本文在原有MenuOS的基础上添加了fork和fork-asm命令,再使用gdb跟踪调试,最后分析Linux系统调用从system_call开始到iret结束之间的整个过程...陈政/arc001    原创作品转载请注明出处  《Linux内核分析》MOOC课程

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Linux内核源码分析方法

Linux内核源码分析方法 一、内核源码之我见 Linux内核代码的庞大令不少人“望而生畏”,也正因为如此,使得人们对Linux的了解仅处于泛泛的层次。...我也是通过一个项目接触了Linux内核源码的分析,从源码的分析工作中,我受益颇多。除了获取相关的内核知识外,也改变了我对内核代码的过往认知: 1.内核源码的分析并非“高不可攀”。...因此本文更期望于引导更多徘徊在Linux内核大门之外的人进入Linux的世界,去亲自体会内核的神奇伟大。...最后一点,如何从全局的角度把握分析的源码,这也是我想大家分享的经验。...一本是《Linux内核的设计实现》,该书为读者快速精简的介绍了Linux内核的主要功能和实现。

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Linux内核的内存管理漏洞利用案例分析

本文主要介绍Buddy System、Slab Allocator的实现机制以及现实中的一些漏洞利用方法,从攻击者角度加深对Linux内核内存管理机制的理解。...前言 网上已经有很多关于Linux内核内存管理的分析和介绍了,但是不影响我再写一篇:) 一方面是作为其他文章的补充,另一方面则自己学习的记录、总结和沉淀。...使用Buddy算法的的应用有很多,其中Linux内核就是一个,此外jemalloc也是使用Buddy技术的一个现代内存分配器。...Linux内核中的伙伴系统块大小为一页,通常是4096字节。最大的order一般是10,即MAX_ORDER为11。...其中partial是Linux内核中可插拔式通用双链表结构,使用内核中双链表的接口进行操作。nr_partial表示partial双链表中的元素个数,即slab的个数。

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Pandas 高级教程——高级分组聚合

Python Pandas 高级教程高级分组聚合 Pandas 中的分组聚合操作是数据分析中常用的技术,能够对数据进行更复杂的处理和分析。...自定义聚合函数 在高级分组聚合中,我们可以定义自己的聚合函数。...高级分组聚合 5.1 使用 agg 方法 agg 方法可以同时应用多个聚合函数,并对多列进行不同的聚合: # 高级分组聚合 result = df.groupby('Category').agg({...总结 通过学习以上 Pandas 中的高级分组聚合操作,你可以更灵活地处理各种数据集,实现更复杂的分析需求。...这些技术在实际数据分析和建模中经常用到,希望这篇博客能够帮助你更好地理解和运用 Pandas 中高级的分组聚合功能。

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linux内核设计实现

一. linux内核简介 1. linux简介 1.1 unix的特点 unix很简洁,仅提供几百个系统调用,并有非常明确的设计目的 unix所有东西都当作文件对待,这种抽象使对数据和设备都通过一套相同的系统调用接口进行...内核用C语言编写,移植能力很强 进程创建迅速,独特的fork调用 提供了简洁但是稳定的进程间通讯原语 1.2 unix和linux linux克隆unix,但不是unix linux借鉴了unix很多的设计...应用程序通常调用库函数,库函数通过系统调用让内核带其完成各种任务 内核对硬件设备的管理:硬件想要通讯时,发送异步信号去打断内核内核通过中断号查找处理程序 linux内核开发的特定 不能链接标准c函数库...调度算法 3.1 概述 linux调度程序定义kernel/sched.c 2.5版本内核重写调度算法,和以前版本区别很大,实现以下目标 充分实现O(1)调度,不管多少进程或什么输入,每个算法能在恒定时间内完成...中断处理程序 响应特定中断时,会执行的函数为中断处理程序或中断服务例程 中断处理程序是设备驱动程序的一部分,设备驱动程序是用于对设备进行管理的内核代码 内核函数的区别:中断处理程序是被内核调用来响应中断的

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Linux添加删除内核

笔者所做的工作是需要用到Linux自带的分析工具——***ftrace1***该工具中的一些专门性的工具(姑且叫插件吧)在发行版本中并没有编译到内核中去,所以笔者需要重新编译内核将这些插件勾选上,并安装到自己的系统中...具体命令如下(本命令执行目录为***/usr/src/linux-3.19.8/***,如无特别说明下同): # make mrproper 配置3 本步骤主要是为了配置编译选项,比如哪些模块需要编译到内核中去...查看系统中已经安装了的内核 # dpkg --get-selections | grep linux 该命令可以查看系统中已经安装过的所有内核,如: 图4 查看所有已经安装了的内核 如上图所示,...删除内核 完成1-2两步后,我们可以确定将要被删除的内核版本。 # apt-get remove linux-image-****-generic 4....比如,笔者本人就遇到这样的奇葩问题:在安装内核后,通过 # dpkg --get-selections|grep linux 命令就找不到刚才安装的内核

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Linux内核调度分析(进程调度)

本文是《Linux内核设计实现》第四章的阅读笔记,代码则是摘自最新的4.6版本linux源码(github),转载请注明出处。...Linux调度的实现 下面我们来看看CFS是如何实现的,一般我们把它分为4个主要的部分来分析。...它以ns为单位,定时器节拍不再相关。...简单来说有以下两种情况会发生用户抢占: 从系统调用返回用户空间 从中断处理程序返回用户空间 内核抢占 Linux和其他大部分的Unix变体操作系统不同的是,它支持完整的内核抢占。...在Linux中,只要重新调度是安全的,内核就可以在任何时间抢占正在执行的任务,这个安全是指,只要没有持有锁,就可以进行抢占。

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