国嵌linux内核编程,linux内核--那些年看国嵌视频学习

1、linux系统构成

由用户空间和内核空间构成。其中用户空间由应用程序和C库；内核空间由系统调用接口、kernel、架构代码、硬件设备平台

为什么linux系统会被划分为用户空间和内核空间？处于安全性考虑。

ARM的7种工作模式：1、usr用户模式：正常执行程序，一般程序运行在用户模式。

2、svc管理模式：操作系统使用的保护模式

3、sys 系统模式：类似管理员权限，可以运行特权的操作任务

4、IRQ外部中断模式:硬件上定时器、串口、输入等通常的中断处理

5、FIQ快速中断模式:应用于高速数据传输和存储 DMA

6、abt数据访问异常:当数据或指令预取终止进入该模式

7、und未定义指令模式:当未定义的指令被执行时，进入该模式

在不同模式，对寄存器的访问权限是不同的。例如：X86实现4个不同的级别：Ring0-Ring3.在Ring0下，可以执行特权指令(等同最高管理员)，可以访问IO设备，在Ring3则有很多限制。Linux系统利用了CPU的这一特性，使用其中的两级分别运行内核与应用程序，这样使操作系统本身得到充分保护。

例如：如果在X86平台运行，用户代码运行在权限最低的Ring3，而内核代码运行在权限最高的Ring0上，来实现内核安全性。

2、工作状态切换

如何实现用户空间与内核空间的工作状态切换？

内核空间和用户空间是程序执行的两种不同状态，通过系统调用和硬件中断完成用户空间到内核空间切换

系统调用：open()、read()等系统调用函数，硬件中断：比如uart中断、定时器中断等

3、linux内核构成

linux内核由进程管理、内存管理、架构代码、系统调用接口、设备驱动、网络协议栈、虚拟文件系统共7部分组成。

详见下图：

系统调用接口：为用户空间提供访问内核空间的一套标准系统调用函数，起到桥梁作用。

进程管理：1、重点创建进程(fork)、停止进程(kill、exit)，2、控制进程间通信 3、进程调度(控制活动进程如何共享CPU)

内存管理：控制多个进程安全地共享内存区域

架构代码：该处代码同cpu类型有关。

网络协议栈：为linux提供丰富的网络协议。1、网络比较稳定 2、支持网络协议比较多这是linux的强项

虚拟文件系统：隐藏各种文件系统的具体细节，为文件操作提供统一的接口。

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