Linux0.11 系统调用进程创建与执行（九）

系列文章目录

Linux 0.11启动过程分析（一）
Linux 0.11 fork 函数（二）
Linux0.11 缺页处理（三）
Linux0.11 根文件系统挂载（四）
Linux0.11 文件打开open函数（五）
Linux0.11 execve函数（六）
Linux0.11 80X86知识（七）
Linux0.11 内核体系结构（八）
Linux0.11 系统调用进程创建与执行（九）

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前提回顾

    Linux 系统经历 BIOS、bootsect.s、setup.s、head.s 一系列执行后，    其从实模式切换到了 32 位保护模式，此时即将运行 init/main.c 中的 main 函数。

内存分布

此时其内存分布如下：

堆栈信息

堆栈信息如下图：

寄存器信息

段选择符

通用寄存器

task[0] 信息

struct task_struct {
	// ...
	
    /* 本任务的局部表描述符。 0 空， 1 代码段 cs， 2 数据段和堆栈段 ds&ss */
	struct desc_struct ldt[3];
    /* 本进程的任务状态段信息结构 */
	struct tss_struct tss;
};

ldt

tss

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一、环境初始化

void main(void) /* This really IS void, no error here. */
{               /* The startup routine assumes (well, ...) this */
                /*
                 * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
                 * enable them
                 */

  ROOT_DEV = ORIG_ROOT_DEV;
  drive_info = DRIVE_INFO;
  memory_end = (1 << 20) + (EXT_MEM_K << 10);
  memory_end &= 0xfffff000;
  if (memory_end > 16 * 1024 * 1024)
    memory_end = 16 * 1024 * 1024;
  if (memory_end > 12 * 1024 * 1024)
    buffer_memory_end = 4 * 1024 * 1024;
  else if (memory_end > 6 * 1024 * 1024)
    buffer_memory_end = 2 * 1024 * 1024;
  else
    buffer_memory_end = 1 * 1024 * 1024;
  main_memory_start = buffer_memory_end;
#ifdef RAMDISK
  main_memory_start += rd_init(main_memory_start, RAMDISK * 1024);
#endif
  mem_init(main_memory_start, memory_end);
  trap_init();
  blk_dev_init();
  chr_dev_init();
  tty_init();
  time_init();
  sched_init();
  buffer_init(buffer_memory_end);
  hd_init();
  floppy_init();
  sti();
  move_to_user_mode();
  if (!fork()) { /* we count on this going ok */
    init();
  }
  /*
   *   NOTE!!   For any other task 'pause()' would mean we have to get a
   * signal to awaken, but task0 is the sole exception (see 'schedule()')
   * as task 0 gets activated at every idle moment (when no other tasks
   * can run). For task0 'pause()' just means we go check if some other
   * task can run, and if not we return here.
   */
  for (;;)
    pause();
}

    代码执行到 move_to_user_mode 函数之前，其进行了一系列初始化操作。跟踪发现除了通用寄存器发生变化外，段寄存器，task[0] 中 ldt ，tss 都未发生变化。

以下为通用寄存器信息：

    执行完 move_to_user_mode 函数后，程序由内核态进入用户态（任务 0 的用户态）。

二、move_to_user_mode

   move_to_user_mode 函数把进程 0 由内核态转成用户态。其代码如下：

#define move_to_user_mode() \		// 模仿中断硬件压栈，顺序是 ss、esp、eflags、cs、eip
__asm__ ("movl %%esp,%%eax\n\t" \	
	"pushl $0x17\n\t" \				// ss 入栈， 0x17 即二进制的 10111（特权级3、LDT、数据段）
	"pushl %%eax\n\t" \				// esp 入栈
	"pushfl\n\t" \					// eflags 入栈
	"pushl $0x0f\n\t" \				// cs 入栈， 0x0f 即 111 （特权级3、LDT、代码段）
	"pushl $1f\n\t" \				// eip 入栈
	"iret\n" \						// 出栈恢复现场，翻转特权级从 0 到 3
	"1:\tmovl $0x17,%%eax\n\t" \	// 下面的代码使 ds、es、fs、gs 与 ss 一致
	"movw %%ax,%%ds\n\t" \
	"movw %%ax,%%es\n\t" \
	"movw %%ax,%%fs\n\t" \
	"movw %%ax,%%gs" \
	:::"ax")

寄存器

此时寄存器的信息如下：

ldt：

tss 未发生变化

分析

typedef struct desc_struct {
	unsigned long a,b;
} desc_table[256];

以下为 GDT、LDT、TSS 间的关系：

值的形式为：b:a

0	1	2	3	4	5
NULL	内核CS	内核DS	NULL	TSS0	LDT0
0:0	C09A00:FFF	C09300:FFF	0:0	8B01:F4480068	8201:F4300068
6	7	8	9	…
TSS1	LDT1	TSS2	LDT2	…
0:0	0:0	0:0	0:0	…

段选择符

段选择符结构如下：

段描述符

描述

段寄存器 CS 由 0x08 变为 0x0F。

• 选择符（0x08）指定了 GDT 中具有 RPL=0 的段 1，其索引字段值是 1，TI 位是 0，指定 GDT 表。其指向的描述符值为：0xC09A00:FFF。
  

• 选择符（0x0f）指定了 LDT 中具有 RPL=3 的段 1，其索引字段值是 1，TI 位是 1，指定 LDT 表。其指向Task0的局部描述符，其值为：C0FA00:0x9F。

其他段寄存器 SS、DS、ES、FS、GS 由 0x10 变成了 0x17。

• 选择符（0x10）指定了 GDT 中具有 RPL=0 的段 2，其索引字段值是 2，TI 位是 0，指定 GDT 表。其指向的描述符值为：0xC09300:FFF。
  

• 选择符（0x17）指定了 LDT 中具有 RPL=3 的段 2，其索引字段值是 2，TI 位是 1，指定 LDT 表。其指向Task0的局部描述符，其值为：C0F300:0x9F。

三、补充配置

1、空格

  为“全角空格”
  为“全角空格”
  为“不换行空格”

2、文字颜色

浅红色文字：<font color="#dd0000">浅红色文字：font><br /> 
深红色文字：<font color="#660000">深红色文字font><br /> 
浅绿色文字：<font color="#00dd00">浅绿色文字font><br /> 
深绿色文字：<font color="#006600">深绿色文字font><br /> 
浅蓝色文字：<font color="#0000dd">浅蓝色文字font><br /> 
深蓝色文字：<font color="#000066">深蓝色文字font><br /> 
浅黄色文字：<font color="#dddd00">浅黄色文字font><br /> 
深黄色文字：<font color="#666600">深黄色文字font><br /> 
浅青色文字：<font color="#00dddd">浅青色文字font><br /> 
深青色文字：<font color="#006666">深青色文字font><br /> 
浅紫色文字：<font color="#dd00dd">浅紫色文字font><br /> 
深紫色文字：<font color="#660066">深紫色文字font><br /> 

​​

3、文字大小

size为1：<font size="1">size为1font><br /> 
size为2：<font size="2">size为2font><br /> 
size为3：<font size="3">size为3font><br /> 
size为4：<font size="4">size为4font><br /> 
size为10：<font size="10">size为10font><br /> 

4、字体

<font face="黑体">我是黑体字font>
<font face="宋体">我是宋体字font>
<font face="微软雅黑">我是微软雅黑字font>
<font face="fantasy">我是fantasy字font>
<font face="Helvetica">我是Helvetica字font>

5、背景色

<table>
    <tr>
        <td bgcolor=#FF00FF>背景色的设置是按照十六进制颜色值：#7FFFD4td>		tr>
table>
<table>
    <tr>
        <td bgcolor=#FF83FA>背景色的设置是按照十六进制颜色值：#FF83FA
        td>
    tr>
table>
<table>
    <tr>
        <td bgcolor=#D1EEEE>背景色的设置是按照十六进制颜色值：#D1EEEE
        td>
    tr>
table>
<table>
    <tr>
        <td bgcolor=#C0FF3E>背景色的设置是按照十六进制颜色值：#C0FF3E
        td>
    tr>
table>
<table>
    <tr>
        <td bgcolor=#54FF9F>背景色的设置是按照十六进制颜色值：#54FF9F
        td>
    tr>
table>
<table>
    <tr>
        <td bgcolor=DarkSeaGreen>这里的背景色是：DarkSeaGreen，此处输入任意想输入的内容
        td>
    tr>
table>

6、文章转载

文章作者（任意想输入的汉字）, <a href="转载文章的网址">转载文章的名称a>

7、代码片

名称	关键字	调用的js	说明
AppleScript	applescript	shBrushAppleScript.js
ActionScript 3.0	actionscript3 , as3	shBrushAS3.js
Shell	bash , shell	shBrushBash.js
ColdFusion	coldfusion , cf	shBrushColdFusion.js
C	cpp , c	shBrushCpp.js
C#	c# , c-sharp , csharp	shBrushCSharp.js
CSS	css	shBrushCss.js
Delphi	delphi , pascal , pas	shBrushDelphi.js
diff&patch	diff patch	shBrushDiff.js	用代码版本库时,遇到代码冲突,其语法就是这个
Erlang	erl , erlang	shBrushErlang.js
Groovy	groovy	shBrushGroovy.js
Java	java	shBrushJava.js
JavaFX	jfx , javafx	shBrushJavaFX.js
JavaScript	js , jscript , javascript	shBrushJScript.js
Perl	perl , pl , Perl	shBrushPerl.js
PHP	php	shBrushPhp.js
text	text , plain	shBrushPlain.js	就是普通文本
Python	py , python	shBrushPython.js
Ruby	ruby , rails , ror , rb	shBrushRuby.js
SASS&SCSS	sass , scss	shBrushSass.js
Scala	scala	shBrushScala.js
SQL	sql	shBrushSql.js
Visual Basic	vb , vbnet	shBrushVb.js
XML	xml , xhtml , xslt , html	shBrushXml.js
Objective C	objc , obj-c	shBrushObjectiveC.js
F#	f# f-sharp , fsharp	shBrushFSharp.js
xpp	xpp , dynamics-xpp	shBrushDynamics.js
R	r , s , splus	shBrushR.js
matlab	matlab	shBrushMatlab.js
swift	swift	shBrushSwift.js
GO	go , golang	shBrushGo.js

---

8、文字居中

<center>数据结构和算法是居中展示，使用center标签center>

9、公式

MarkDown数学公式基本语法

总结

提示：这里对文章进行总结：

例如：以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了pandas的使用，而pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。