《Linux内核分析》课程总结

朱宇轲 + 原创作品转载请注明出处 + 《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 不知不觉，在网易云课堂上追了两个多月的课程《Linux内核分析》就要告一段落了。在课程即将结束的时刻，我想将这八周的课程串起来，进行一个简单的总结，同时讲一讲自己上这门课的感悟和体会，以期再接再厉，继往开来。 每一周的视频，我都认真看过，并完成了测验，撰写了相关的博客，下面首先进行简单的回顾和总结： 第一周：从一段代码的汇编看计算机的工作原理 第二周：一个简单的时间片轮转多通道程序内核 第三周：从Linux内核代码分析操作系统启动过程 第四周：由一段代码解析系统调用原理 第五周：分析system_call中断处理过程 第六周：Linux进程启动过程简析 第七周：linux装载可执行程序简析 第八周：Linux进程切换代码分析 第一周老师介绍了计算机的基础架构：冯诺依曼架构，CPU将内存中的代码和数据读取到自己的寄存器中，再根据一条条命令调用寄存器进行进一步的操作；同时，老师对基础的汇编语言语法进行了讲解。第二周则是第一周的延伸，在课上老师讲解了一个基于C和汇编语言的程序，实现了时间片轮转多通道程序的功能，我也亲自体验了一遍上下文保存、切换、代码跳转的具体实现。 第三周，老师带我们分析了linux启动的过程，我们亲眼目睹了第一个进程的创建和idle进程的循环，对操作系统的启动过程有了更深入的了解。 第四和第五周，深入到了系统调用这个linux内核中一个重要的模块里，我们了解了系统调用的“三层皮”（API、中断向量、中断服务程序）；通过汇编实现一个系统调用，认识了int 0x80的作用（这应该是我印象最深刻的一句汇编代码，O(∩_∩)O哈哈~）；通过深入追踪sys_call系统调用的内核代码，我们对系统调用的具体实现有了更为深入的理解。（感谢老师提供的简化汇编代码，大大方便了我分析的工作ORz） 第六、七、八周则是分别分析了Linux内核的三个具体功能模块：进程创建、可执行程序装载、进程上下文切换，尤其注意fork这个比较特殊的系统调用，它具有“一次调用，两次返回”的特点，这是和linux中一般的进程不一样的地方。 在第八周的最后，老师对linux系统的架构和执行过程进行了总结，简单来说，用户态进程位于内存的0~3G空间中， 内核代码则位于内存3G以上的部分，如同大(cang)舞(lao)女(shi)一样任由用户态进程公共地使用。在进程由用户态陷入内核态或者进程间切换之前，都要进行上下文的保存，以便返回时回复之前的环境。 linux系统架构镇楼 /*---------------------------------------------我是萌萌的分割线，咿呀咿呀呦-----------------------------------------*/ 我是一名西电大四的学生，如今已经保送浙江大学CAD实验室，即将开始自己的研究生生涯。本科期间，我们也上过操作系统之类的课程，但课上老师对操作系统的讲解偏于理论，很少涉及操作系统具体的实现，以至于我一直对操作系统的实现细节一头雾水。而通过学习这门课，我一方面复习了本科时所学习的操作系统概念，更重要的是，通过分析linux系统的内核代码，我初窥操作系统内核编程的门径，对操作系统各种功能的具体实现，如进程创建、切换、操作系统启动都有了更为深入的认识和理解，这就是我上这门课最大的收获。 上完这门课之后，我想重新捧起本科时操作系统课程的教科书《现代操作系统》，认真地再看一遍书中后面探讨各种操作系统实现细节的章节（我们本科时只讲了理论部分，后面没讲）；有机会的话，希望深入钻研操作系统架构，参考《三十天自制操作系统》、《Orange S:一个操作系统的实现》等书自己实现一个小型的操作系统，毕竟操作系统的知识对于以后的上研、工作还是很有帮助的。 说起遗憾，主要是这门课开设期间正好也是我本科毕业设计时间，我每天忙于毕业设计，晚上10点多从实验室回到宿舍后才能开始课程的学习，很多时候包括做作业都搞得比较仓促，有一次甚至忘了提交作业（TAT），感觉自己对课上老师讲解的知识点还是有待进一步消化。课程已经结束，自己研究生阶段会继续关注这一领域，不断提升自己在这一方面的专业技能。 另外，我觉得老师这门课没有讲文件系统这个linux内核的大头实在是有点遗憾，如果以后开课的话，希望能将这个模块纳入课程的讲解中。 这就是我在这门课期间的总结，感谢网易云课堂和孟宁老师提供了这个学习的机会，也祝云课堂平台越办越好，孟老师家庭生活幸福美满，事业步步高升！ 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！