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如何让linux的一段c程序进入内核态运行
Linux内核的最初部分代码是用汇编语言写的（文件是boot/bootsect.s)。(我的汇编水平有限,暂且不看），它首先把自身这部分代码移到绝对地址0x90000，把下面的2K代码从引导设备加载到地址0x90200上，内核的其余部分加载到地址0x10000处。在加载系统时显示“loading...”. 然后，程序控制权交给另一个实模式汇编程序（boot/Setup.S）。
接下来，此程序把整个系统从地址0x10000移到地址0x1000，进入保护模式。程序控制转给系统的其余部分即地址0x1000。
下一个步骤是系统内核的解压过程，这部分代码在地址0x1000（文件/Boot/head.S），该段程序初始化寄存器，然后执行decompress_kernel()，这个函数源于zBoot/inflate.c、zBoot/unzip.c和zBoot/misc.c三个文件
Loading ....[ bootsect.S ]
uncompress .....[ decompress_kernel() ]
main.c --- start_kernel() 开始.
开始 printk(banner);
Linux version 2.2.6 (root@lance) (gcc version 2.7.2.3) (检查一下GCC 的版本号, 在/init/main.c 中如果gcc 的版本号不够,时不允许编译内核的)
#40 Sun Apr 18 17:44:20 CST 1999
调用init_time()打印出以下内容:
Detected 199908264 Hz processor.
然后运行 console_init() -- drivers/char/tty_io.c */
Console: colour VGA+ 80x25
运行一个循环,测量一下 MIPS – 据说是要用一个确定的机器指令周期来实现实时的延迟.
Calibrating delay loop... 199.48 BogoMIPS
初始化内存/* init_mem */
Memory: 63396k/65536k available (848k kernel code, 408k reserved, 856k data
, 28k
/** dquote_init() **/
VFS: Diskquotas version dquot_6.4.0 initialized
察看cpu 的类型(在2.2.14 以后听说增加了对多种cpu 的支持, 以后我可得用心看看,if I can find a bug of intel then ……)
CPU: Intel Pentium Pro stepping 09
初始或处理器与协处理器,对于比较老的处理器, linux 会用软件模拟协处理器?
Checking 386/387 coupling... OK, FPU using exception 16 error reporting.
检查治理的合法性
Checking 'hlt' instruction... OK.
POSIX conformance testing by UNIFIX
此后调用 linux_thread(init ,..,..,)(arch/i386/kernel/process.c)
创建一个运行 init 的进程.
进入了第二阶段用户模式 ( user_mode )End of start_kerne最后进入cpu_idle ( arch/i386/kernel/process.c )
第二部分 设备的初始化
对设备的初始化调用. init()---do_basic_init()--+
pci_init() 对pci 设备的初始化( 在main.c文件中有这样一段 ifdef PCI …..需要看一下)下面打印出结果:
PCI: PCI BIOS revision 2.10 entry at 0xfd8d1
PCI: Using configuration type 1
PCI: Probing PCI hardware
对Socket的初始化,socket_init() (这里也许就是linux 的网络秘密所在吧,以后我的注意) -Linux NET4.0 for Linux 2.2
Based upon Swansea University Computer Society NET3.039
NET4: Unix domain sockets 1.0 for Linux NET4.0.
NET4: Linux TCP/IP 1.0 for NET4.0
IP Protocols: ICMP, UDP, TCP
Starting kswapd v 1.5 kswapd_setup()
调用 device_setup()
Detected PS/2 Mouse Port.
初始化 声卡
Sound initialization started
Sound initialization complete
初始化 软驱
Floppy drive(s): fd0 is 1.44M
FDC 0 is a National Semiconductor PC87306
SCSI 设备的初始化
(scsi0) found at PCI 13/0
(scsi0) Wide Channel, SCSI ID=7, 16/255 SCBs
(scsi0) Downloading sequencer code... 419 instructions downloaded
scsi0 : Adaptec AHA274x/284x/294x (EISA/VLB/PCI-Fast SCSI) 5.1.10/3.2.4
scsi : 1 host.
Vendor: SEAGATE Model: ST32155W Rev: 0596
ype: Direct-Access ANSI SCSI revision: 02
Detected scsi disk sda at scsi0, channel 0, id 0, lun 0
Vendor: SEAGATE Model: ST32155W Rev: 0596
Type: Direct-Access ANSI SCSI revision: 02
Detected scsi disk sdb at scsi0, channel 0, id 1, lun 0
scsi : detected 2 SCSI disks total.
(scsi0:0:0:0) Synchronous at 40.0 Mbyte/sec, offset 8.
SCSI device sda: hdwr sector= 512 bytes. Sectors= 4197405 [2049 MB] [2.0 GB ](scsi0:0:1:0) Synchronous at 40.0 Mbyte/sec, offset 8.
SCSI device sdb: hdwr sector= 512 bytes. Sectors= 4197405 [2049 MB] [2.0 GB]Partition check: sda: sda1 |
sdb: sdb1 sdb2 |
安装 文件系统 filesystem_setup()
安装设备驱动程序 mount_root()
VFS: Mounted root (ext2 filesystem) readonly.
Freeing unused kernel memory: 28k freed
Adding Swap: 66540k swap-space (priority -1)
Soundblaster audio driver Copyright (C) by Hannu Savolainen 1993-1996
SB 3.01 detected OK (220)
at 0x220 irq 5 dma 1
YM3812 and OPL-3 driver Copyright (C) by Hannu Savolainen, Rob Hooft 1993-1
996 at 0x388
NET4: AppleTalk 0.18 for Linux NET4.0
eth0: Intel EtherExpress Pro 10/100 at 0xf800, 00:A0:C9:49:2F:FF, IRQ 9.
Board assembly 645520-034, Physical connectors present: RJ45
Primary interface chip DP83840 PHY #1.
DP83840 specific setup, setting register 23 to 8462.
General self-test: passed.
Serial sub-system self-test: passed.
Internal registers self-test: passed.
ROM checksum self-test: passed (0x49caa8d6).
Receiver lock-up workaround activated.
NET4: AppleTalk 0.18 for Linux NET4.0
结束 do_basic_setup()
open("/dev/console", O_RDWR, 0)
开始执行 /sbin/init ( execv(...) )
内核就此启动完毕...
最快学习C语言的方法
一、明确学习目的：
◆ C语言功能强大，本书涉及知识结构全面、合理。是一门非常好的编程语言基础语言。
◆ C是一门学习逻辑、程序算法、算法实现很好的教程。通过第一学期C语言的学习，从而可以了解程序的设计编码的过程。
◆ C是一单进程、单线程执行，从头到尾执行，学习难不小。但结构严谨的高级语言，可以很好学习编程规范和要求。
◆ C语言是为以后学习其它语言打下基础的语言。
二、好的学习方法：
基于上述学习目的并且也我们第一门编程语言。学习方法是：
◆ 课前预习，课后复习，认真做课堂、课后的作业，理解理论知识。
◆ 记住语法规则。
◆ 加强逻辑思维。
◆ 多动手，通过练习上机了解它的运行过程。
◆ 实践—理论—再实践，刚开始学习C语言时，按示例练习，并推动理论的学习，然后再自己多思考，多上机实践。
常见问题：
1、有同学听说C语言很难，刚学习到第二、三章时，于是说：老师，我不会呀！真的很难。我不知道如何学习？
分析：
1)心理作用，在没有学习之前都认为很难了。学不会也正常。
2)前三章是基础，对于没有学习过编程语言的同学来说，新的专业名词很多。
3)前三章是基础，还不能完整的写出一个C程序。于是，就不知道如何去用，在哪个时候用等很多的疑问。
问题的存在：过于着急，对新的事务领悟不够。
解决方法：学习是循序渐进和积累的过程，不要着急。这此知识都是为以后作铺垫的。
2、有同学学到数组时，说：听你上课时，我懂，但要我自己写，我不知道如何写？不知道如何开始？
分析：
1)逻辑性思想太乱。如果问：“如果班上有30个同学，要判断成绩是否及格，你将如何做？”；“当然先知道每个同学的成绩，然后一个一个和60比较，如果大于等60，则及格，否则不及格。”；“那么C语言来实现，如何做？”。声明30个变量存储成绩？不是一个好办法。如果声明一个30元素的数组，是不是更合理。另外，如果要写30个条件语句来判断，也太过于繁锁。如果用for循环是不是更加合理。
2)练习太少，有解决方法，但不能用C语言实现。
问题的存在：思路不清淅，练习太少。
解决方法：多上机练习，多思考，举一反三。了解程序的运行过程和编码。
三、学习要点和重点：
◆ 第一章至第四章的：基础知识和理论知识必须要求能理解、领悟。也是学习其它语言的基础。
◆ 第二章、第三章提到很多的专业名词，如数据类型，变量与常量的区别，标识符的命名规则，表达式及各种运算符及输入输出函数基础
◆ 五章和第六章：程序的基本结构，学习完前六章，要求能理解程序运行和编码的过程。
◆ 将我们的算法用编程语言来实现，主要是学习程序设计的逻辑性。也是学习其它语言的基础
◆ 第七章到第十一章：学习C语言的特色，更深入了解C语言。本章让学员加强空间的想象力。
◆ 第十二章：是文件的操作。考虑的是如何将程序的输出结果及相关信息用文件记录下来。
四、学习难度：
◆ 与日常的自然语言的表达不完全相同，所有结果要通过计算才能得。计算机没有想像能力和空间思维能力。计算机能运行，依靠程序员的严谨的命令来驱动。
◆ 语法格式多，知识点全面。应用时，要将零散的知识点有效有序的组合。
很多问题的解决方法是需要经验的。
C语言重点是什么
C语言是一个实用性很强的语言。你如果想要学好它，就得下一翻功夫。可是大多数人都认为它太难学了。
首先你要有一个正确的态度，没有一个正确态度的人是学不好任何东西的。你如果真想学好C语言的话，你就要做好好好学它的准备，不要三心二意。
你要了解你需要的教材。什么样的教材才是适合你。你要认真的选，不要太随意了。因为不同的教材程度不同，也不一定适合你。
就是学的问题了。你做好了上面的准备，就好好开始学了。可是学好一门语言，一个好的方法很重要的。你要从整体上来理解C语言，认识到C语言的优势，还有C语言的特点。C语言是面向过程的一门语言，特别强调各个程序的关系。像程序之间的调用，这是很平常的。
一门语言的基础部分不过是一些关于数的类型，字符的类型的定义。你只要认真看不难明白的。不过最好的方法还是上机调试。在这一阶段做一些简单的程序。来明白C语言的编程环境，数字的类型。这样理解起来会更快些，也比较容易记忆。
就是学习一些过程语言的基础的《《《模式。顺序，循环，》》》选择这些东西。这些东西都是一些活的东西，千万不要死记硬背，这是没有用的。在这一阶段，你可以编一些比较简单的程序。像数据的计算，成绩的判定等等。
随着学习的深入，你会发现C语言有许多东西很有趣的。这样学习不再是一个多么难的事了，而是一件快乐的事。最后C语言和任何一门语言一样需要多上机调试，多动脑。C语言的基础部分很快就会掌握的。
最主要多动脑
多练习
多看一些习题
多做做
就很快搞定
祝你早日成功
FORTRAN编程语言与C语言
fortran语言中可通过定义子程序从而返回一系列变量值，而c语言的函数一般只能返回一个变量值。
Fortran语言的最大特性是接近数学公式的自然描述，在计算机里具有很高的执行效率。易学，语法严谨。可以直接对矩阵和复数进行运算，这一点类似MATLAB。自诞生以来广泛地应用于数值计算领域，积累了大量高效而可靠的源程序。很多专用的大型数值运算计算机针对Fortran做了优化。广泛地应用于并行计算和高性能计算领域。
C语言是一个有结构化程序设计、具有变量作用域（variable scope）以及递归功能的过程式语言。C语言传递参数均是以值传递（pass by value），另外也可以传递指针（a pointer passed by value）。不同的变量类型可以用结构体（struct）组合在一起。只有32个保留字（reserved keywords），使变量、函数命名有更多弹性。部份的变量类型可以转换，例如整型和字符型变量。通过指针（pointer），C语言可以容易的对存储器进行低级控制。预编译处理（preprocessor）让C语言的编译更具有弹性。
什么是内核！
内核是操作系统的内部核心程序，它向外部提供了对计算机设备的核心管理调用。我们将操作系统的代码分成2部分。内核所在的地址空间称作内核空间。而在内核以外的统称为外部管理程序，它们大部分是对外围设备的管理和界面操作。外部管理程序与用户进程所占据的地址空间称为外部空间。通常，一个程序会跨越两个空间。当执行到内河空间的一段代码时，我们称程序处于内核态，而当程序执行到外部空间代码时，我们称程序处于用户态。 从UNIX起，人们开始用高级语言（UNIX上最具有代表性的就是UNIX的系统级语言C语言）编写内核代码，使得内核具有良好的扩展性。单一内核（monolithic kernel）是当时操作系统的主流，操作系统中所有的系统相关功能都被封装在内核中，它们与外部程序处于不同的内存地址空间中，并通过各种方式（在Intel IA－32体系中采用386保护模式）防止 外部程序直接访问内核结构。程序只有通过一套称作系统调用（system call）的界面访问内核结构。近些年来，微内核（micro kernel）结构逐渐流行起来，成为操作系统的主要潮流。1986年，Tanenbaum提出Mach kernel，而后，他的minix和GNU的Hurd操作系统更是微内核系统的典范。 在微内核结构中，操作系统的内核只需要提供最基本、最核心的一部分操作（比如创建和删除任务、内存管理、中断管理等）即可，而其他的管理程序（如文件系统、网络协议栈等）则尽可能的放在内核之外。这些外部程序可以独立运行，并对外部用户程序提供操作系统服务，服务之间使用进程间通信机制（IPC）进行交互，只在需要内核的协助时，才通过一套接口对内核发出调用请求。 微内核系统的优点时操作系统具有良好的灵活性。它使得操作系统内部结构简单清晰。程序代码的维护非常之方便。但是也有不足之处。微内核系统由于核心态只实现了最基本的系统操作，这样内核以外的外部程序之间由于独立运行使得系统难以进行良好的整体优化。另外，进程间互相通信的开销也较单一内核系统要大许多。从整体上看，在当前的硬件条件下，微内核在效率上的损失小于其在结构上获得的收益，故而选取微内核成为操作系统的一大潮流。 然而，Linux系统却恰恰使用了单一内核结构。这是由于Linux是一个实用主义的操作系统。Linux Tovarlds以代码执行效率为自己操作系统的第一要务，并没有进行过一个系统的设计工作，而是任由Linux在使用中不断发展。在这样的发展过程中，参与Linux开发的程序员大多为世界各地的黑客们。比起结构的清晰，他们更加注重功能的强大和高效的代码。于是，他们将大量的精力放在优化代码上，而这样的全局性优化必然以丧失结构精简为代价，导致Linux中的每个部件都不能轻易被拆除。否则必然破坏整体效率。 虽然Linux是单一内核体系，但是它与传统的单一内核UNIX操作系统不同。在普通的单一内核系统中，所有的内核代码都是被静态编译联入的，而在Linux中，可以动态装入和卸载内河中的部分代码。Linux将这些代码段称为模块。（module），并对模块给予了强有力的支持。在Linux中，可以在需要时自动装入和卸载模块。 Linux不支持用户态线程。在用户态中，Linux认为线程就是共享上下文（Context）的进程。Linux通过LWP（light weight thread）的机制来实现用户态线程的概念。通过系统调用clone（）创建新的线程。 Linux的内核为非抢占式的。即，Linux不能通过改变优先权来影响内核当前的执行流程。因此，Linux在实现实时操作时就有问题。Linux并不是一个“硬”实时操作系统。 在Linux内核中，包括了进程管理（process management）、定时器（timer）、中断管理（interrupt management）、内存管理（memory management）、模