课程学习总结报告
课程先建立起内核的大体框架，让我们理解各个子系统的设计理念和构建思想，这些理念让我有一个清晰的脉络，然后，老师给我们一项一项讲解、实践具体的实现方法、函数，我们就了解到这些函数，针对的是哪些设计思想，实现了什么样的功能，达成了什么样的目的，运用起来也就更加得心应手。
在我看来linux的重点有：
1.存储程序计算机
2.函数调⽤堆栈
3.中断和中断上下文切换
4.进程相关
5.系统调用
6.文件系统
1.存储程序计算机
冯·诺依曼计算机由运算器、存储器、控制器、输⼊设备和输出设备组成
冯·诺依曼体系结构的核⼼是存储程序计算机。把 CPU 抽象成⼀个 for 循环，因为它总是在执⾏next instruction（下⼀条指令），然后从内存⾥取下⼀条指令来执⾏。从这个⻆度来看，内存保
存指令和数据，CPU 负责解释和执⾏这些指令，它们通过总线连接起来。cpu有一个ip寄存器，它负责存储将要执⾏的下⼀条指令在存储器中的地址。
2.函数调⽤堆栈
cs:eip总是指向下一条 的指令地址，当遇到函数调用call指令时，要先保存eip的值，把它压入栈中，然后加入调用函数，把ebp压入栈中，将之前的esp保存的值放到ebp,执行函数操作，然后将ebp的值放回esp,从栈中弹出原来的ebp值
3.中断和中断上下文切换
中断最初⽤于避免CPU轮询I/O设备，就绪状态发⽣时让I/O设备主动通过中断信号通知CPU，⼤⼤提⾼了CPU在输⼊输出上的⼯作效率，这就是硬件中断（外部中断）。后来随着中断适⽤范围扩⼤，⽐如解决机器运⾏过程出现的异常情况以及系统调⽤的实现等，这就产⽣了软件中断（内部中断），也称为异常，软件中断⼜分为故障（fault）和陷阱（trap）。
当⼀个中断信号发⽣时，CPU把当前正在执⾏的进程X的CS:RIP寄存器和RSP寄存器等都压栈到了⼀个叫内核堆栈的地⽅，然后把CS:RIP指向⼀个中断处理程序的⼊⼝，做保存现场的⼯作，然后去执⾏其他进程⽐如Y，等重新回来时再恢复现场，即恢复CS:RIP寄存器和RSP寄存器等到CPU上继续执⾏原进程X。
中断和异常的硬件处理
- 确定与中断和异常相关的联的向量i
- 读取idtr寄存器指向的IDT表中的第i项
- 从gdtr寄存器中获得GDT的基地址, 并在GDT中查找, 以读取IDT表项中的段选择符标识的段描述符
- 确定中断时由授权的发生源发出的
- 检查是否发生了特权级的变化, 一般指的是是否由用户态陷入了内核态, 如果由用户态陷入了内核态, 需要使用新的特权级相关的堆栈
- 若发生的是故障, 用引起异常的指令地址修改cs和eip的值, 以使得这条指令在异常处理结束后能再次被执行
- 在栈中保存eflags, cs, 和eip的 内容
- 如果异常产生一个硬件出错吗, 则将他保存在栈中
- 装载cs和eip寄存器, 其值分别是IDT表中第i项门中描述符的段选择符和偏移量字段
- 中断处理完后执行iret汇编指令
4.进程相关
进程控制块+程序段+数据段=进程实体，进程是个动态概念
从就绪到运行态要进行进程调度，Linux 内核通过 schedule 函数实现进程调度，schedule 函数负责在运⾏队列中选择⼀个进程，然后把它切换到 CPU 上执⾏。
所以调⽤schedule 函数⼀次就是进程调度⼀次 ， 有 机 会 调 ⽤ schedule 函 数 的 时 候 就 是 进 程 调 度 的 时 机 。
在中断处理后和中断返回前的时机点，内核线程调用schedule 函数实现进程调度
进程调度要进行上下文切换，进程上下文包括进程的状态，寄存器的值，pcb以及相关的程序和数据。
进程调度有三种策略：普通进程的时间片轮转，实时进程的先进先出，实时进程的时间片轮转
进程的创建是父进程调用fork系统调用实现的，进入——do_fork函数，完成了负责父进程，获取pid，调用waje_up_new_task,将子进程加入就绪队列。子进程
从ret_from_fork返回，相关的进程资源采用写时复制技术共享
5.系统调用
系统调用是特殊的中断，陷入内核态中，一般使用int $0x80和syscall
intint $0x80 CPU压栈关键寄存器，内核保存现场，系统调用完后恢复现场。iret出栈寄存器
syscall用msr寄存器查找系统调用入口
6.文件系统
linux文件控制块叫inode,里面有文件类型，文件长度，iNode号，拥有者uid,文件gid,一些时间戳和权限
系统调用open打开文件返回的是一个文件描述符，用户用这个文件描述符进行文件的读写
课程学习体会
伴随着之前学习的Linux知识的基础，把我带入Linux内核的世界。这门课不仅教会了我知识，还教会了我学习地方法。从结构入手，就像一个去除了枝枝叶叶的大树的主干，一目了然。继而分析一个个函数，调试跟踪，分析问题的时候更有针对性，更便于找到原因。
我更加的了解了计算机的工作的原理，对进程的切换、系统的调用都有很深入的理解。 最后感谢孟宁老师和李春杰老师的细心讲解
