《Linux内核设计的艺术:图解Linux操作系统架构设计与实现原理》——第2章 设备环境初始化及激活进程0

简介: 本节书摘来自华章计算机《Linux内核设计的艺术:图解Linux操作系统架构设计与实现原理》一书中的第2章,作者:新设计团队著, 更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

第2章 设备环境初始化及激活进程0

从现在开始执行main()函数!
系统达到怠速状态前所做的一切准备工作的核心目的就是让用户程序能够以“进程”的方式正常运行。能够实现这一目的的标准包括三方面的内容:用户程序能够在主机上进行运算,能够与外设进行交互,以及能够让用户以它为媒介进行人机交互。本章讲解的内容就是为了实现这个目标,对设备环境进行初始化,并激活第一个进程——进程0。
Linux 0.11是一个支持多进程的现代操作系统。这就意味着,各个用户进程在运行过程中,彼此不能相互干扰,这样才能保证进程在主机中正常地运算。然而,进程自身并没有一个天然的“边界”来对其进行保护,要靠系统“人为”地给它设计一套“边界”来对其进行保护。这套“边界”就是系统为进程提供的进程管理信息数据结构。进程管理信息数据结构包括:task_struct、task[64]、GDT等。task_struct是每个进程所独有的结构。它标识了进程的各项属性值,包括剩余时间片、进程执行状态、局部数据描述符表(LDT)和任务状态描述符表(TSS)等。task[64]和GDT是为管理多进程提供的数据结构。task[64]结构中存储着系统中所有进程的task_struct指针。如果操作系统需要对多个进程加以比较并选择,就可以通过遍历task[64]结构来实现。GDT中存储着一套针对所有进程的索引结构。通过索引项,操作系统可以间接地与每个进程中的LDT和TSS建立关系。
本章还将讲解操作系统是如何对内存、CPU、串行口、显示器、键盘、硬盘、软盘等硬件进行设置,并将这些硬件所对应的中断服务程序与IDT相挂接,为进程0及其直接、间接创建的所有后续进程与外设沟通构建环境。

相关文章
|
1月前
|
存储 Linux API
【Linux进程概念】—— 操作系统中的“生命体”,计算机里的“多线程”
在计算机系统的底层架构中,操作系统肩负着资源管理与任务调度的重任。当我们启动各类应用程序时,其背后复杂的运作机制便悄然展开。程序,作为静态的指令集合,如何在系统中实现动态执行?本文带你一探究竟!
【Linux进程概念】—— 操作系统中的“生命体”,计算机里的“多线程”
|
3月前
|
算法 Linux 调度
深入理解Linux操作系统的进程管理
本文旨在探讨Linux操作系统中的进程管理机制,包括进程的创建、执行、调度和终止等环节。通过对Linux内核中相关模块的分析,揭示其高效的进程管理策略,为开发者提供优化程序性能和资源利用率的参考。
137 1
|
1天前
|
监控 Shell Linux
Android调试终极指南:ADB安装+多设备连接+ANR日志抓取全流程解析,覆盖环境变量配置/多设备调试/ANR日志分析全流程,附Win/Mac/Linux三平台解决方案
ADB(Android Debug Bridge)是安卓开发中的重要工具,用于连接电脑与安卓设备,实现文件传输、应用管理、日志抓取等功能。本文介绍了 ADB 的基本概念、安装配置及常用命令。包括:1) 基本命令如 `adb version` 和 `adb devices`;2) 权限操作如 `adb root` 和 `adb shell`;3) APK 操作如安装、卸载应用;4) 文件传输如 `adb push` 和 `adb pull`;5) 日志记录如 `adb logcat`;6) 系统信息获取如屏幕截图和录屏。通过这些功能,用户可高效调试和管理安卓设备。
|
6天前
|
存储 Linux 调度
【Linux】进程概念和进程状态
本文详细介绍了Linux系统中进程的核心概念与管理机制。从进程的定义出发,阐述了其作为操作系统资源管理的基本单位的重要性,并深入解析了task_struct结构体的内容及其在进程管理中的作用。同时,文章讲解了进程的基本操作(如获取PID、查看进程信息等)、父进程与子进程的关系(重点分析fork函数)、以及进程的三种主要状态(运行、阻塞、挂起)。此外,还探讨了Linux特有的进程状态表示和孤儿进程的处理方式。通过学习这些内容,读者可以更好地理解Linux进程的运行原理并优化系统性能。
27 4
|
1月前
|
存储 网络协议 Linux
【Linux】进程IO|系统调用|open|write|文件描述符fd|封装|理解一切皆文件
本文详细介绍了Linux中的进程IO与系统调用,包括 `open`、`write`、`read`和 `close`函数及其用法,解释了文件描述符(fd)的概念,并深入探讨了Linux中的“一切皆文件”思想。这种设计极大地简化了系统编程,使得处理不同类型的IO设备变得更加一致和简单。通过本文的学习,您应该能够更好地理解和应用Linux中的进程IO操作,提高系统编程的效率和能力。
87 34
|
25天前
|
Linux
Linux:守护进程(进程组、会话和守护进程)
守护进程在 Linux 系统中扮演着重要角色,通过后台执行关键任务和服务,确保系统的稳定运行。理解进程组和会话的概念,是正确创建和管理守护进程的基础。使用现代的 `systemd` 或传统的 `init.d` 方法,可以有效地管理守护进程,提升系统的可靠性和可维护性。希望本文能帮助读者深入理解并掌握 Linux 守护进程的相关知识。
33 7
|
24天前
|
Linux Shell
Linux 进程前台后台切换与作业控制
进程前台/后台切换及作业控制简介: 在 Shell 中,启动的程序默认为前台进程,会占用终端直到执行完毕。例如,执行 `./shella.sh` 时,终端会被占用。为避免不便,可将命令放到后台运行,如 `./shella.sh &`,此时终端命令行立即返回,可继续输入其他命令。 常用作业控制命令: - `fg %1`:将后台作业切换到前台。 - `Ctrl + Z`:暂停前台作业并放到后台。 - `bg %1`:让暂停的后台作业继续执行。 - `kill %1`:终止后台作业。 优先级调整:
39 5
|
24天前
|
Linux 应用服务中间件 nginx
Linux 进程管理基础
Linux 进程是操作系统中运行程序的实例,彼此隔离以确保安全性和稳定性。常用命令查看和管理进程:`ps` 显示当前终端会话相关进程;`ps aux` 和 `ps -ef` 显示所有进程信息;`ps -u username` 查看特定用户进程;`ps -e | grep <进程名>` 查找特定进程;`ps -p <PID>` 查看指定 PID 的进程详情。终止进程可用 `kill <PID>` 或 `pkill <进程名>`,强制终止加 `-9` 选项。
24 3
|
1月前
|
消息中间件 Linux C++
c++ linux通过实现独立进程之间的通信和传递字符串 demo
的进程间通信机制,适用于父子进程之间的数据传输。希望本文能帮助您更好地理解和应用Linux管道,提升开发效率。 在实际开发中,除了管道,还可以根据具体需求选择消息队列、共享内存、套接字等其他进程间通信方
70 16
|
2月前
|
消息中间件 Linux
Linux:进程间通信(共享内存详细讲解以及小项目使用和相关指令、消息队列、信号量)
通过上述讲解和代码示例,您可以理解和实现Linux系统中的进程间通信机制,包括共享内存、消息队列和信号量。这些机制在实际开发中非常重要,能够提高系统的并发处理能力和数据通信效率。希望本文能为您的学习和开发提供实用的指导和帮助。
213 20

热门文章

最新文章