先说明两个概念:中断和系统调用 一 系统调用: 是应用程序(运行库也是应用程序的一部分)与操作系统内核之间的接口,它决定了应用程序是如何和内核打交道的。 1, Linux系统调用:2.6.19版内核提供了319个系统调用。比如 exit fork read open close …… 2, 对Windows来说,操作系统提供给应用程序的接口不是系统调用,而是API。比如:ReadFile。我们暂时把API和系统调用等同起来 3, Linux中,每个系统调用对应一个系统调用号,内核维护了一个系统调
系统调用是应用程序(包含运行库)与操作系统内核的接口,它决定了应用程序如何与内核打交道。在现在的操作系统系统里,程序运行的时候,本身是没有权利访问系统的资源,由于系统有限的资源有可能被不同的应用程序同时访问,因此,如果不加以保护,各个应用程序的冲突在所难免。所以现代操作系统都尽可能的把冲突的资源保护起来,阻止程序直接访问。这些资源,包括文件、网络、IO、各种设备等。
linux的信号处理时机在系统调用结束后。这里以fork系统调用函数为例子讲解这个过程。下面是fork函数的定义。
版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。 https://blog.csdn.net/u014688145/article/details/50644876
内核态就是拥有资源多的状态,或者说访问资源多的状态,也称为特权态。相对来说,用户态就是非特权态,访问的而资源将受到限制。如果一个程序运行在特权态,该程序就可以访问计算机的任何资源,它的资源访问权限不受限制。如果一个程序运行在用户态,其资源需求将受到各种限制。如:要访问操作系统的内核数据结构,如进程表,则需要在特选态下才能办到。如果要访问用户程序里的数据,在用户态即可。
linux的kernel内核外是系统调用,系统调用外是shell、库函数,而应用程序则在最外层
先看基础常识: 基础 内核在创建进程的时候,会为进程创建相应的堆栈。 每个进程会有两个栈,一个用户栈,存在于用户空间,一个内核栈,存在于内核空间。 当进程在用户空间运行时,CPU寄存器里面的内容是用户堆栈地址,使用用户栈 当进程在内核空间时,CPU寄存器里面的内容是内核栈空间地址,使用内核栈。 切换过程: 当发生系统调用时,用户态的程序发起系统调用。用户态程序权限不足,因此会中断执行,发生中断后,当前CPU执行的程序会中断,跳转到中断处理程序。内核程序开始执行,
在执行sys_fork的时候,可能会引起切换,例如: 如果产生了阻塞或者时间片到期了
我们在学习操作系统课程的时候,应该都学过fork的概念。fork是一个系统调用,用于将当前进程/线程分裂成完全相同的两个。
系统调用就是调用操作系统提供的一系列内核功能函数,因为内核总是对用户程序持不信任的态度,一些核心功能不能直接交由用户程序来实现执行。用户程序只能发出请求,然后内核调用相应的内核函数来帮着处理,将结果返回给应用程序。如此才能保证系统的稳定和安全。本节采用 $xv6$ 的实例来讲解系统调用具体是如何实现的。
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。
如果觉得本篇文章对你有帮助,在【收藏】的时候,可以【双击】下屏幕支持下作者,这个对我真的很重要!
JDK源码中很多Native方法,特别是多线程、NIO部分,很多功能需要操作系统功能支持,作为Java程序员,如果要理解和掌握多线程和NIO等原理,就需要对操作系统的原理有所了解。
用户程序有用户态和内核态两种状态。用户态就是执行在用户空间中,不能直接执行系统调用。必须先切换到内核态,也就是系统调用的相关数据信息必须存储在内核空间中,然后执行系统调用。
目前 Linux 支持64种信号。信号分为非实时信号(不可靠信号)和实时信号(可靠信号)两种类型,对应于 Linux 的信号值为 1-31 和 34-64。
冬瓜哥收集了 “大话存储” 和 ”大话计算机” 两个公众号中帖子下的留言如下(蓝色表示往期已回答,红色表示本期选中):
Linux是多任务操作系统,cpu划分固定时间片,分给每个进程,当前进程时间片执行完毕,将挂起,运行下一个进程。而进程运行时,需要到寄存器中获得要运行的指令和指令所在内存的位置。
操作系统启动就是将操作系统从磁盘读入内存,然后调用相关初始化方法,初始化形成相关数据结构,让操作系统知道硬件的模样,然后启动shell,等待用户使用。
perf 是由 Linux 官方提供的系统性能分析工具 。我们通常说的 perf 实际上包含两部分:
当进程执行系统调用而陷入内核代码中执行时,我们就称进程处于内核状态。此时处理器处于特权级最高的(0级)内核代码。当进程处于内核态时,执行的内核代码会使用当前的内核栈。每个进程都有自己的内核栈。
题目给了 bzImage,core.cpio,start.sh 以及 vmlinux 四个文件,接下来简单介绍一下。
《大话计算机——计算机系统底层架构原理极限剖析》一书之所以需要在9月份(原本预计8月,但是目前看来审稿过程异常缓慢)才出来,原因是本次出版社对稿件要求太过苛刻,甚至比我对书里内容、图片的要求还要变态,弄得我也心力憔悴。所以需要很长时间的审稿、修改过程。好事多磨,唐僧取经已经80难过去了,这是最后一难,挺过来就成佛。
不知道大家发现没有,执行递归算法,特别是递归执行层数多的时候,结果极其的慢,而且递归层数达到一定的值,还可能出现内存溢出的情况。本文就要将为你解释原因和对应的解决方案。
本文需要接着系统调用,也是接着 $xv6$ 文件系统的最后一层,讲述各种具体的文件系统调用是怎么实现的,文件描述符,$inode$,文件之间到底有什么关系,创建打开关闭删除文件到底是何意义,文件删除之后数据就不存在了吗,链接又作何解释等等问题,看完本文相信你能找到答案。
相信各位同学都听说过一个建议,就是系统调用比函数调用开销大很多,要尽量减少系统调用的次数,以提高你的代码的性能。那么问题来了,我们是否可以给出量化的指标。一次系统调用到底要多大的开销,需要消耗掉多少CPU时间?
操作系统必须全方位地管理计算机系统中运行的程序。因此,操作系统为正在运行的程序建立了一个管理实体——进程
后面几篇文章开始整理多路复用相关的知识,特别是epoll相关的原理介绍。本篇文章是第1篇文章,也是后续知识的基础,笔者觉得只有真正弄清楚了内核态和用户态,才能更好的理解后续的知识。
IO是个耗费时间的活,如果CPU在取值执行过程中,遇到了IO指令,那么必须等当前IO执行完毕后,才能继续取出下一条指令去执行,显然这种同步等待机制,并没有充分利用CPU的性能。
操作系统有三个特权级别:R0(Ring0)、R1(Ring1)、R2(Ring2)和R3(Ring3)。R0相当于内核态,R3相当于用户态,不同级别能够运行不同的指令集合。
递归就是一个函数在它的函数体内调用它自身。执行递归函数将反复调用其自身,每调用一次就进入新的一层。递归函数必须有结束条件。
3G-4G大部分是共享的,是内核态的地址空间。这里存放整个内核的代码和所有的内核模块以及内核所维护的数据。
原文链接:https://www.cnblogs.com/viviwind/archive/2012/09/22/2698450.html
本章概述了如何组织操作系统来实现这三个要求。事实证明,有很多方法可以做到这一点,但是本文侧重于以宏内核为中心的主流设计,许多Unix操作系统都使用这种内核。本章还概述了xv6进程(它是xv6中的隔离单元)以及xv6启动时第一个进程的创建。
递归就是一个函数在它的函数体内调用它自身。执行递归函数将反复调用其自身,每调用一次就进入新的一层。递归函数必须有结束条件。 当函数在一直递推,直到遇到墙后返回,这个墙就是结束条件。 所以递归要有两个要素,结束条件与递推关系
究竟什么是用户态,什么是内核态,这两个基本概念以前一直理解得不是很清楚,根本原因个人觉得是在于因为大部分时候我们在写程序时关注的重点和着眼的角度放在了实现的功能和代码的逻辑性上,先看一个例子:
计算机领域有一个经典的问题:从你在浏览器中输入URL并按下回车,到网页渲染出来,这中间发生了什么?
遇到CPU性能问题时,我们常常通过perf来了解CPU上到底在执行什么,以及通过On-CPU火焰图来帮助我们寻找性能瓶颈。但是,这种方式并不能让我们知道不在CPU上运行的进程和线程到底在做什么。在一些场景中,我们会发现CPU的使用率上不去,性能表现很差,这时候我们也许就需要考虑,是不是花在应用请求、异步调用这种Off-CPU的场景上的时间太多了。
上一篇文章我们讲到fork的时候内存管理相关的内容,时间大概隔了快一周了,发布下篇文章,写文章确实费时费力,需要仔细推敲,原创不易,希望大家多多支持吧。本文讲解fork的时候进程管理相关的内容,主要讲解fork的时候进程如何组装调用相关的基础设施组件,以及如何加入运行队列的,调度执行的时候究竟会发生什么。
根据《大话计算机》内容你点我贴一贴中所述,冬瓜哥收集了 “大话存储” 和 ”大话计算机” 两个公众号中帖子下的留言如下(蓝色表示往期已回答,红色表示本期选中):
进程,这个词大家应该耳熟能详了,那进程是什么呢?我们说程序一般是外存上的一个可执行文件,而进程就是这个可执行文件在内存中的一个执行实例。概念始终只会是一个抽象的概念,进程系列文章通过 $xv6$ 的实例来将进程这个概念具象化。本篇主要介绍进程涉及到的一些数据结构,废话不多说,直接来看
线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。
前言: qemu发生了crash。这种类型的问题比较少见,这里说一下这个问题的分析过程。 分析: 1,coredump 生成的coredump,一种是配置了/proc/sys/kernel/cor
学习操作系统知识时,进程是必然绕不开的一个概念。什么是进程呢?简单来说,进程是程序的一个运行实例,是正在运行程序的一种抽象。比如当你打开游戏时,操作系统中就会创建一个游戏进程,当退出游戏时,对应进程也会终止。
道理我们都懂,那么如果我们关闭了NX到底可以干什么呢,该如何利用呢?下面通过一个实验来说明。
在Linux操作系统中,一段C程序从被写下到最终被CPU执行,要经过一段漫长而又复杂的过程。下图展示了这个过程
领取专属 10元无门槛券
手把手带您无忧上云