[書]深入分析Linux內核源代碼

內核源碼下載：

https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/
http://ftp.sjtu.edu.cn/sites/ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/

本書基於2.4.16版本

分段分頁

分段。Linux在啓動過程中設置了段寄存器的值和全局描述符表GDT的內容。

段選擇子：

// FILE: include/asm-i386/segment.h
#define __KERNEL_CS	0x10 	// 內核代碼段, index=2 TI=0 RPL=0
#define __KERNEL_DS	0x18 	// 內核數據段, index=3 TI=0 RPL=0
#define __USER_CS	0x23 	// 用戶代碼段, index=4 TI=0 RPL=3
#define __USER_DS	0x2B 	// 用戶數據段, index=5 TI=0 RPL=3

段描述符GDT：

1）段基址都爲0x0000_0000；2）段界限都爲0xffff; 3）粒度G都爲1，即段長單位爲4KB；

4）段的D位爲1，即對這4個段的訪問都爲32位指令；5）段的P位爲1，即4個段都在內存。

// FILE: arch/i386/kernel/head.S
ENTRY(gdt_table)
	.quad 0x0000000000000000	/* NULL descriptor */
	.quad 0x0000000000000000	/* not used */
	.quad 0x00cf9a000000ffff	/* 0x10 kernel 4GB code at 0x00000000 */
	.quad 0x00cf92000000ffff	/* 0x18 kernel 4GB data at 0x00000000 */
	.quad 0x00cffa000000ffff	/* 0x23 user   4GB code at 0x00000000 */
	.quad 0x00cff2000000ffff	/* 0x2b user   4GB data at 0x00000000 */
	.quad 0x0000000000000000	/* not used */
	.quad 0x0000000000000000	/* not used */

分頁。

Linux沒有把這幾個類型直接定義長整數而是定義爲一個結構，是爲了讓gcc在編譯時進行更嚴格的類型檢查。另外，還定義了幾個宏來訪問這些結構的成分。

// FILE: include/asm-i386/page.h
// These are used to make use of C type-checking..
typedef struct { unsigned long pte_low; } pte_t;
typedef struct { unsigned long pmd; } pmd_t;
typedef struct { unsigned long pgd; } pgd_t;

typedef struct { unsigned long pgprot; } pgprot_t;

#define pte_val(x)	((x).pte_low)
#define pmd_val(x)	((x).pmd)
#define pgd_val(x)	((x).pgd)
#define pgprot_val(x)	((x).pgprot)

頁表項。把標誌位定義爲宏，而不是位段，更有利於編碼。

// FILE: include/asm-i386/pgtable.h
#define _PAGE_PRESENT	0x001
#define _PAGE_RW	0x002
#define _PAGE_USER	0x004
#define _PAGE_PWT	0x008
#define _PAGE_PCD	0x010
#define _PAGE_ACCESSED	0x020
#define _PAGE_DIRTY	0x040
#define _PAGE_PSE	0x080	/* 4 MB (or 2MB) page, Pentium+, if present.. */
#define _PAGE_GLOBAL	0x100	/* Global TLB entry PPro+ */


extern pgd_t swapper_pg_dir[1024]; 	// 頁目錄表
/* page table for 0-4MB for everybody */
extern unsigned long pg0[1024]; 	// 一個臨時頁表

中斷機制

Intel x86通過兩片級聯的中斷控制器8259A來響應15個外中斷源，每個8259A可管理8箇中斷源。

IRQ0 時鐘；IRQ1 鍵盤

初始化中斷控制器8259A

// FILE: arch/i386/kernel/i8259.c
void __init init_8259A(int auto_eoi)()
{
    ...
}

 

 

 

75