目标: (1)创建Source Insight 工程,方便后面分析如何启动内核的 (2)分析uboot传递参数,链接脚本如何进入stext的 (3) 分析stext函数如何启动内核: (3.1
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。这不仅简化了Linux 内核的设计,而且为把Linux 移植到其他平台创造了 条件,因为很多RISC 处理器并不支持段机制。但是,对段机制相关知识的了解是进入Linux 内核的必经之路。
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。
内存 是操作系统非常重要的资源,操作系统要运行一个程序,必须先把程序代码段的指令和数据段的变量从硬盘加载到内存中,然后才能被运行。如下图所示:
Bootloader的启动过程可以分为单阶段、多阶段两种。通常多阶段的 Bootloader能提供更为复杂的功能以及更好的可移植性。从固态存储设备上启动的 Bootloader大多都是两阶段的启动过程。第一阶段使用汇编来实现,它完成一些依赖于CPU体系结构的初始化,并调用第二阶段的代码;第二阶段则通常使用C语言来实现,这样可以实现更复杂的功能,而且代码会有更好的可读性和可移植性。 一般而言,这两个阶段完成的功能可以如下分类:
早期时,启动一台计算机意味着要给计算机喂一条包含引导程序的纸带,或者手工使用前端面板地址/数据/控制开关来加载引导程序。尽管目前的计算机已经装备了很多工具来简化引导过程,但是这一切并没有对整个过程进行必要的简化。
1、高位地址:栈(存放着局部变量和函数参数等数据),向下生长 (可读可写可执行)
不知道大家有没有产生过一个疑问:从给 Linux 服务器按下开机电源按钮后到启动成功的一段时间里,在这中间 Linux 操作系统都做了哪些事情?
一、Linux内核的组成 相关概念: Linux系统的组成部分:内核+根文件系统 内核:进程管理、内存管理、网络协议栈、文件系统、驱动程序。 IPC(Inter-Process Communication进程间通信):就是指多个进程之间相互通信,交换信息的方法。Linux IPC基本上都是从Unix平台上继承而来的。主要包括最初的Unix IPC,System V IPC以及基于Socket的IPC。另外,Linux也支持POSIX IPC。 运行中的系统环境可分为两层:内核空间、用户空间
uboot 属于bootloader的一种,是用来引导启动内核的,它的最终目的就是,从flash中读出内核,放到内存中,启动内核
例1,假如现在有head.c init.c nand.c main.c这4个文件:
一、Linux内核的组成 相关概念: Linux系统的组成部分:内核+根文件系统 内核:进程管理、内存管理、网络协议栈、文件系统、驱动程序。 IPC(Inter-Process Communication进程间通信):就是指多个进程之间相互通信,交换信息的方法。Linux IPC基本上都是从Unix平台上继承而来的。主要包括最初的Unix IPC,System V IPC以及基于Socket的IPC。另外,Linux也支持POSIX IPC。 运行中的系统环境可分为两层:内核空间、用
操作系统对内存的使用是按段的,例如: 我们编写的一个程序被操作系统加载到内存是按照数据段,代码段等形式分段载入。而操作系统自身的代码也是按段载入的,为了确保安全性,我们用户编写的程序是不能直接访问操作系统的相关段的,因此需要给不同段赋予不同的特权级。
对于linux系统的初学者来说,理解并掌握linux系统启动流程能够使你够深入的理解linux系统,还可以通过系统的启动过程来分析问题解决问题。 Linux系统的启动流程 ---- 关于linux系统的启动流程可以分为以下步骤: POST(加电自检)–>加载BIOS(Basic Input/Outpu System)–>确定启动设备(Boot sequence)、加载Boot Loader–>加载内核(kernel)初始化initrd–>运行/sbin/init初始化系统–>打印用户登录
最近在研究异步消息处理, 突然想起linux内核的中断处理, 里面由始至终都贯穿着”重要的事马上做, 不重要的事推后做”的异步处理思想. 于是整理一下~ 第一阶段 获取中断号 每个CPU都有响应中断的
加电自检(power-on-self-test)用来检查各硬件是否正常工作,如 cpu、内存、显卡、硬盘、键盘等。加电自检的过程是通过主板上的 ROM 芯片(CMOS)所定义的程序来实现的,CMOS 可以做一些设定,是通过基本输入输出系统(BIOS)实现的,如选择计算机由哪块设备进行引导。
至此,我们已经理解了X86架构如何在硬件层面如何处理中断和异常,那么接下来,我们看看Linux内核管理这些中断和异常。
先讲一个作者大约5-6年前我在某当时很火的一个应用分发创业公司的面试小插曲,该公司安排了一个刚工作1年多的一个同学来面我,聊到我们项目中的配置文件里写的一个开关,这位同学就跳出来说,你这个读文件啦,每个用户请求来了还得多一次的磁盘IO,性能肯定差。借由这个故事其实我发现了一个问题,虽然我们中的大部分人都是计算机科班出身,代码也写的很遛。但是在一些看似司空见惯的问题上,我们中的绝大多数人并没有真正理解,或者理解的不够透彻。
前面讲解的很多内容都很抽象,所以本次系列决定"接点地气",准备开始讲解大家熟悉的Activity了,为了让我以及大家更好的理解Activity,我决定本系列的课程主要分为4大流程和2大模块。 4大流程如下:
作用: 确定用于启动的设备; 从启动的设备的位置搬移一小段代码(4k/8k/16k)到RAM中运行,即SPL;
整个嵌入式系统的加载启动任务完全交给Bootloader完成,它的主要任务是将内核映象从硬盘读到RAM中,然后跳转到内核入口启动内核(操作系统)!通俗来讲,Bootloader的作用就是初始化硬件,启动操作系统。
因为图片比较大,微信公众号上压缩的比较厉害,所以很多细节都看不清了,我单独传了一份到github上,想要原版图片的,可以点击下方的阅读原文,或者直接使用下面的链接,来访问github:
本文讲解系统的进程管理相关内容,系统的进程管理是有关系统的所有进程的调度、排序、分配资源、创建、销毁等,是比较重要的内容。
前几期的分享,我们站在编码视角去聊 Java IO,旨在理解与编码,本次从 Linux 操作系统层面了解一下 IO 模型,这样方能做到知其然,知其所以然。
对Android最初的启动过程一直没有清晰的认识,看到一篇好文,转载一下: http://blog.jobbole.com/67931/ http://www.cnblogs.com/pengdonglin137/articles/5822828.html http://kpbird.blogspot.in/2012/11/in-depth-android-boot-sequence-process.html
mmap是linux操作系统提供给用户空间调用的内存映射函数,很多人仅仅只是知道可以通过mmap完成进程间的内存共享和减少用户态到内核态的数据拷贝次数,但是并没有深入理解mmap在操作系统内部是如何实现的,原理是什么。
作者简介: 王建峰,对于技术方向(主要是嵌入式领域的OS方向的系统应用)感兴趣,最近在学习操作系统基础。同时也是某芯原厂的驱动工程师,主要是gpu领域的驱动软件。https://gitee.com/hinzer/blog 1 概念介绍 1.1 什么是操作系统? 1.2 如何理解中断机制? 1.3 如何理解系统定时? 1.4 如何理解进程控制? 1.5 如何理解内存管理? 1.6 如何理解堆栈概念? 1.7 内核在源码中的体现? 1.8 如何理解系统调用? 1.9 如何理解特权级? 2 流程分析 2.1 引导
谷歌的最佳实践告诉你,重要服务一定要配置 Guaranteed 的,这样在资源不足的时候可以保证你的重要服务不被驱逐。
https://www.cnblogs.com/poloyy/category/1806772.html
这本书属于学习Linux内核原理必读推荐书目之一!对Linux内核的设计原理进行了细致的说明,也有具体实现部分的介绍,结合源码能很好的理解Linux内核;
前一阵子在公司移植Linux2.6到一块ARM11的开发板上,下面粗略讲讲移植Linux的一般过程。
Linux内核给每个进程都提供了一个独立的虚拟地址空间,并且这个地址空间是连续的。Linux的空间又分为内核空间和用户空间,在32位中,内核空间占1G,用户空间占3G;而在64位中,内核空间和用户空间各占128T。如图3-24所示。
下图是根据同步、异步、阻塞、非阻塞四个指标总结的Linux下四个象限的I/O通信模式。
程序是指储存在外部存储(如硬盘)的一个可执行文件, 而进程是指处于执行期间的程序, 进程包括 代码段(text section) 和 数据段(data section), 除了代码段和数据段外, 进程一般还包含打开的文件, 要处理的信号和CPU上下文等等.
在 《漫画解说内存映射》一文中介绍过 虚拟内存 与 物理内存 映射的原理与过程,虚拟内存与物理内存进行映射的过程被称为 内存映射。内存映射是硬件(内存管理单元)级别的功能,必须按照硬件的规范设置好内存映射的关系,进程才能正常运行。
进程切换,又称为任务切换、上下文切换、或者任务调度。本文就研究Linux内核的进程切换。我们首先理解几个概念。
距离上一次更新有一段时间了,主要是最近更忙一些,一般来说,有时间我会尽量更新,如果比较忙的话就更新慢一些。
进程是Unix操作系统最基本的抽象之一。一个进程就是处于执行期的程序(目标码存放在某种存储介质上)。但进程并不仅仅局限于一段可执行程序代码(Unix称其为代码段(textsection))。通常进程还要包含其他资源,像用来存放全局变量的数据段(text section)、打开的文件、挂起的信号等,当然还包含地址空间及一个 或几个执行线程(threads of execution)。
1、内核分类 内核(Kernel)在计算机科学中是操作系统最基本的部分,主要负责管理系统资源。 中文版维基百科上将内核分为四大类: 单内核(宏内核); 微内核; 混合内核; 外内核。 宏内核 宏内核(Monolithic kernel),是个很大的进程。它的内部又能够被分为若干模块(或是层次或其他)。但是在运行的时候,它是个单独的二进制大映象。其模块间的通讯是通过直接调用其他模块中的函数实现的,而不是消息传递。 宏内核结构在硬件之上定义了一个高阶的抽象界面,应用一组原语(或者叫系统调用)来实现操作系统的
用户空间(User Space) :用户空间又包括用户的应用程序(User Applications)、C 库(C Library) 。
与硬件相关的代码全部放在 arch(architecture 一词的缩写,即体系结构相关)目录下。
Zynq的程序分为三部分,上电启动的引导程序(fsbl),FPGA的程序,arm程序。这里以arm程序存储位置为主进行讨论。
电脑启动后,CPU逻辑电路被设计为只能运行内存中的程序,没有能力直接运行存在于软盘或硬盘中的操作系统,如果想要运行,必须要加载到内存(RAM)中。
__init__宏:被修饰的函数会被链接器链接放入.init.text段中(本来默认情况下函数是被放入.text段中)。对内核而言是一种暗示,表示该函数仅在初始化期间使用,内核启动时统一会加载.init.text段中的这些模块安装函数,加载完后就会把这个段给释放掉以节省内存。 __exit__宏:被修饰的函数仅用于模块卸载,链接器会将其放入特殊的ELF段。如果模块被直接内嵌到内核中,或内核的配置不允许卸载模块,则被修饰的函数将被简单的丢弃。 prink函数:模块在被加载到内核后,它能调用的函数仅仅是由内核导出的那些函数。KERN_INFO是printk的打印级别,其实只是一个字符串(如<1>)。操作系统的命令行中也会有一个打印级别的设置(值为0-7),当前操作系统中执行printk的时候会去对比printk中的打印级别和操作系统命令行中设置的打印级别,小于命令行设置级别的信息会被打印出来,大于的会被拦截。 module_init宏:该宏声明的函数会在模块被装载到内核中调用。 module_exit宏:该宏声明的函数会在模块被卸载时调用。 MODULE_LICENSE宏:指定该代码所使用的许可证协议。 MODULE_AUTHOR:描述模块作者。
今天给大侠带来FPGA Xilinx Zynq 系列第三十七篇,开启第二十四章,带来Linux 启动相关内容,本篇为本系列最后一篇,本篇内容目录简介如下:
我发现Linux系统在启动过程中会出现一些故障,导致系统无法正常启动,我在这里写了几个应用单用户模式、GRUB命令操作、Linux救援模式的故障修复案例帮助大家了解此类问题的解决。
IO 其实就是 Input 和 Output,在操作系统中就对应数据流的输入与输出。这个数据流的两端,可以是文件,也可以是网络的一台主机。但无论是文件,还是网络主机,其传输都是类似的,我们今天就以源头为文件进行说明。
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