Linux复习总结汇总
第一章概述
3、Linux系统由哪些部分组成？Linux内核
处于什么位置？
答：(1)符合POSIX标准的操作系统内核、
Shell和外围工具。(2)C语言编译器和其他
开发工具及函数库。(3)X Window
窗口系统。(4)各种应用软件，包括字处理软
件、图象处理软件等。
Linux内核是所有Linux 发布版本的核
心。
第二章内存寻址
2、在保护模式下，MMU如何把一个虚地
址转换为物理地址？
答：
分段机制把一个虚拟地址转换为线性地址；接着，分页机制把一个线性地址转换为物理地址。
5.为什么在设计两级页表的线性地址结构时，给页目录和页表各分配10位？如果不是这样，举例说明会产生什么样的结果？
答：所谓两级页表就是对页表再进行分页。第一级称为页目录，其中存放的是关于页表的信息。4MB的页表再次分页（4MB／4K）可以分为1K个页，同样对每个页的描述需要4个字节，于是可以算出页目录最多占用4KB个字节，正好是一个页，其示意图如2.9所示。页目录共有1K个表项，于是，线性地址的最高10位(即22位~ 31位)用来产生第一级的索引。两级表结构的第二级称为页表，每个页表也刚好存放在一个4K字节的页中，包含1K 个字节的表项。第二级页表由线性地址的中间10位(即21位~ 12位)进行索引，最低12位表示页内偏量。
举例：如果页目录占用31~24位，页表项占用23~12位，偏移地址占11~0位，则有2^8个页表项，一个页面有2^12（4k）个表项，每个表项大小为4字节，2^12的范围为4页面，而不是以一个页面为准。
6、深入理解图2.12，并结合图叙述线性地址到物理地址的转换。
答：第一步，用32位线性地址的最高10位第31~22位作为页目录项的索引，将它乘以4，与CR3中的页目录的起始地址相加，获得相应目录项在内存的地址。
第二步，从这个地址开始读取32位页目录项，取出其高20位，再给低12位补0，形成的32位就是页表在内存的起始地址。
第三步，用32位线性地址中的第21~12位作为页表中页表项的索引，将它乘以4，与页表的起始地址相加，获得相应页表项在内存的地址。
第四步，从这个地址开始读取32位页表项，取出其高20位，再将线性地址的第11~0位放在低12位，形成最终32位页面物理地址。
第三章进程
1、什么是进程控制块？它包含哪些基本信息？
答：对进程进行全面描述的数据结构，Linux中把对进程的描述结构叫做task_struct:
struct task_struct {
｝传统上这样的数据结构被叫做进程控制块PCB（process control blaock）
系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构，用它来记录进程的外部特征，描述进程的运动变化过程。系统利用PCB来控制和管理进程，所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志。进程与PCB是一一对应的。
包含的基本信息：
(1)状态信息－描述进程动态的变化。(2)链接信息－描述进程的父／子关系。(3)各种标识符－用简单数字对进程进行标识。(4)进程间通信信息－描述多个进程在同一任务上协作工作。
(5)时间和定时器信息－描述进程在生存周期内使用CPU时间的统计、计费等信息。(6)调度信息－描述进程优先级、调度策略等信息。(7)文件系统信息－对进程使用文件情况进行记录。(8)虚拟内存信息－描述每个进程拥有的地址空间。(9)处理器环境信息－描述进程的执行环境(处理器的寄存器及堆栈等)
2、Linux内核的状态有哪些？请画出状态转换图，查看最新源代码，以确认有哪些状态。答：就绪态（TASK_RUNNING）；睡眠（或等待）态：浅度睡眠态(TASK_INTERRUPTIBLE),深度睡眠态(TASK_UNINTERRUPTIBLE)；暂停状态(TASK_STOPPED)；僵死状态(TASK_ZOMBIE)
3、Linux的进程控制块如何存放？为什么？假设ESP中存放的是栈顶指针，请用三句汇编语句描述如何获得current的PCB的地址。
答：当进程一进入内核态，CPU就自动设置进程的内核栈。这个栈位于内核的数据段上，为了节省空间，Linux把内核栈和一个紧挨近的PCB的小数据结构，thread_info放在一起，占用8kb的内存区。因为这样可以节省空间，内核很容易从ESP寄存器的值获得，当前在CPU上正在运行的thread_info结构的地址。
movl $0xfffe000, %eax
andl %esp, %ecx
movl %ecx, p
4、PCB的组织方式有哪几种？为什么要采取这些组织方式？
答：（1）进程链表（2）哈希表（3）就绪队列（4）等待队列
在一个系统中，通常可以拥有数十个、数百个乃至数千个进程，相应的就有这么多PCB。为了能有效的对它们加以管理，应该用适当的方式将这些PCB组织起来。
5、请编写内核模块，打印系统中各进程的名字以及PID，同时统计系统中进程的个数。答：
static int print_pid(void)
{ struct task_struct *task,*p;
struct list_head *pos;
int count = 0;
printk("Hello World enter begin:\n");
task = &init_task;
list_for_each(pos,struct
task_struct,tasks);
{ count++;
printk("%d->%s\n",p->pid,p->comm);
}
printk("the number of process
is:%d\n",count);
return 0;
}
7、什么是写时复制技术，这种技术在什么情况下最能发挥其优势？
答：父进程和子进程共享页面而不是复制页面。然而，只要页面被共享，它们就不能被修改。无论父进程和子进程何时试图写一个共享的页面，就产生一个错误，这时内核就把这个页复制到一个新的页面中并标记为可写。原来的页面仍然是写保护的：当其它进程试图写入时，内核检查写进程是否是这个页面的唯一属主；如果是，它把这个页面标记为对这个进程是可写的。采用这种技术，显然只有预测到将要修改的页才会被复制，而且必须被复制，不然的话，就会破坏父进程的程序执行。
9、init内核线程与init进程是一回事吗？它们有什么本质的区别？
答：（1）init（）函数是内核代码的一部分，在内核态运行，是独立的可执行代码的一部分。
（2）init进程在Linux操作系统中是一个具有特殊意义的进程，它是由内核启动并运行的第一个用户进程，因此它不是运行在内核态，而是运行在用户态。它的代码不是内核本身的一部分，而是存放在硬盘上可执行文件的映象中，和其他用户进程没有什么两样。
10、用fork写一个简单的测试程序，从父进程和子进程中打印信息。信息应该包括父进程和子进程的PID。执行程序若干次，看两个信息是否以同样的次序打印。
