linux内核问题（存储管理/进程切换），求赐教

gqbfree

有几个问题不懂，请大家帮忙解答。查了很多资料，但前篇一律，中间很多疑点只能靠自己理解，怕有误：

（1）内核线性映射是896M，而且对应的物理地址已经确定，是0-896M。 那么用户进程空间分配地址的时候是不是优先考虑大于896M的物理地址页面？
     
（2）有没有大侠帮忙把一个进程可能有的vm_area_struct结构对应的段列举一下，比如堆栈对应一个vm_area_struct（是不是只对应一个？）堆对应一个，代码段对应一个，还有mmap啥的 等等。还有malloc时，是否有新的vm_area_struct生成呢？还是扩展堆对应的vm结构？
     
（3）发生缺页异常时，如果需要从磁盘上把相应的内容读进内存，那么如何定位需要读入哪些内容？我知道vm_area_struct结构里有对应文件的句柄和offsize，需要把整个都读进来吗？还是只读一个页面？如何确定读多少？
     
（4）能不能提供以下情形： 只有preem_disable能实现，而信号量无法实现的情形。（premm_disable主要用在哪里）

（5）帮忙确认一下我自己理解的观点是否正确：

     1. 用户空间 切 内核空间，压当前的用户空间的ss,sp入内核栈，然后取值TSS中的ss0/sp0赋给SS,ESP，完成切换； 然后把返回值cs/eip和其它一些现场寄存器压入内核栈(即pt_regs)。（很多资料都写先赋值SS,SP，然后压用户空间的ss,sp入内核栈， 我疑问此时的ss/sp从哪里来啊，还有pt_regs是不是只是用来存储用户空间时寄存器内容的？有没有情况是对内核现场存储？）
        
     2. 我认为的TSS是这样的：linux没有按照X86设计，采用了一个CPU使用一个的方式。这样只要变换里面的SS,SP，就可以完成进程的堆栈切换。而其它寄存器现场信息，在task_struct->thread_info里存储。(请补充和批判)    TSS和thread_info的关系，和寄存器的关系是什么？     
       请帮忙列出tread_info全部作用，谢谢；   这个问题不用回答了。

openspace

（1）内核线性映射是896M，而且对应的物理地址已经确定，是0-896M。 那么用户进程空间分配地址的时候是不是优先考虑大于896M的物理地址页面？

这个不是用户进程决定的，是内核决定的
而且一般是NORMAL ZONE范围的（低于896M）

gqbfree

回复 2# openspace

请问为什么先考虑896M吗？ 我老觉得896M优先给内核使用更合理，用户空间先使用高端内存。（因为毕竟这896M还是比较特殊的，是线性映射可以得到）


其它的问题也帮忙回答一下哈！！

lishuai860113

内核可以直接访问0-896M的内存，内核不可能全部用到。

accessory

最好说下什么版本的LINUX, 从 0.11 到 2.6.31 变化大了去了. LINUX 版本是个大问题, 这个和WINDOWS差别很大.

关于 (5).2  老的 LINUX 用TSS, 后来新的已经不用了,我记得.

gqbfree

回复 5# accessory


    就先说说2.4的吧。 我原理清楚后，2.6的可以自己去琢磨。   当然如果有人只研究2.6的，也可以讲出来。谢谢各位！！！！

0vk0

那学习 0.11 ，和 0.12 有什么作用

gqbfree

楼上兄弟说详细点啊，不懂啥意思？
我刚刚开始看linux内核的东西，所以很多东西不是很明白。 是不是我一口气说的问题太多，大家不想耐心看。
那我分成5.6个帖子？

accessory

回复 7# 0vk0

有些东西没变.不过还得自己找出来到底哪些变了. 所以我懒得看老的版本.....

folklore

回复 1# gqbfree
没看内核代码，能回答的回答吧

    有几个问题不懂，请大家帮忙解答。查了很多资料，但前篇一律，中间很多疑点只能靠自己理解，怕有误：

（1）内核线性映射是896M，而且对应的物理地址已经确定，是0-896M。 那么用户进程空间分配地址的时候是不是优先考虑大于896M的物理地址页面？
     >>Windows 98将内核Map到所有进程中，但这不表示所有的OS都会这样做，内核并不从用户程序更加特别（从CPU的角度看），CPU甚至不会知道当前运行的是用户代码或是内核代码（当然，一般来说，内核可以执行特权指令，而用户代码不可以，不过，如果OS的设计者喜欢的话...）。
（2）有没有大侠帮忙把一个进程可能有的vm_area_struct结构对应的段列举一下，比如堆栈对应一个vm_area_struct（是不是只对应一个？）堆对应一个，代码段对应一个，还有mmap啥的 等等。还有malloc时，是否有新的vm_area_struct生成呢？还是扩展堆对应的vm结构？
     >>没看过内核，无法回答，从系统设计的角度看，这种结构应当只有一个。
（3）发生缺页异常时，如果需要从磁盘上把相应的内容读进内存，那么如何定位需要读入哪些内容？我知道 vm_area_struct结构里有对应文件的句柄和offsize，需要把整个都读进来吗？还是只读一个页面？如何确定读多少？
     >>一般的OS都会有预读功能，所以会一般也会读入相邻的页面，读交换页是通过文件系统进行的，如果把整个分页文件都读进入，内存足不足够不用说，分页的意义也没有了。
（4）能不能提供以下情形： 只有preem_disable能实现，而信号量无法实现的情形。（premm_disable主要用在哪里）
    >>PV信号量、Spin_lock、或是Preem_disable的任何一种互斥方式，都可单独实现所有功能（区别仅是代价和实现难度）。
（5）帮忙确认一下我自己理解的观点是否正确：

     1. 用户空间 切 内核空间，压当前的用户空间的ss,sp入内核栈，然后取值TSS中的ss0/sp0赋给SS,ESP，完成切换； 然后把返回值cs/eip和其它一些现场寄存器压入内核栈(即pt_regs)。（很多资料都写先赋值SS,SP，然后压用户空间的ss,sp入内核栈， 我疑问此时的ss/sp从哪里来啊，还有pt_regs是不是只是用来存储用户空间时寄存器内容的？有没有情况是对内核现场存储？）
     >>当前的SS,SP没有入内核栈的必要的，不过，非要这样做也可以
     >>用户态的ss/sp本来就有的...据说Linux不使用X86CPU的TSS，如何还有TSS，不懂中，什么时候看代码去吧
     >>内核现场没有存储的价值，因为内核不会从“上次的执行点”开始执行，如果非要说有（可能被其它内核部件中断），那么无论被中断多少次，现场保存在当前的用户进程的内核线程中...(就像是80x86是单程序环境中一样），当然，前提是内核态代码不应当被Swtch中断（这样也未必不可，只是系统变得更复杂了）。