linux内核栈 linux内核栈大小是固定的吗

本文目录一览：

• 1、linux系统中,用户态到内核态切换的过程中发生了什么?
• 2、图解linux内核网络驱动框架(RK3288+RTL8211E)
• 3、剖析linux内核源码,task_struct结构体详解

linux系统中,用户态到内核态切换的过程中发生了什么?

Linux系统中，用户态与内核态切换的过程涉及三种情况：中断、异常和系统调用。首先，当发生中断或异常时，系统会根据预先设置的中断或异常门的配置，自动切换到内核栈，同时将控制权移交给内核，这使得CPU进入内核态。

用户进程运行在用户态和内核态两种模式下，切换通常通过中断、异常或系统调用实现。系统调用是用户进程与内核交互的主要方式，本文将详细探讨从用户态到内核态的系统调用过程，以ARM64平台为例进行说明。在用户态，调用库函数如glibc中的read函数。

用户态与内核态之间的切换通常由操作系统内核负责实现。在发生系统调用、异常或中断时，操作系统内核会保存当前用户态的上下文信息（如寄存器值、程序计数器等），并切换到内核态执行相应的处理函数。处理函数执行完毕后，操作系统内核会恢复之前保存的用户态上下文信息，并将CPU切换回用户态继续执行用户进程。

用户态到内核态的切换：应用程序通过系统调用从用户态切换到内核态，以便执行内核提供的特定功能。软中断机制：在ARM64中，这一切换是通过svc指令实现的，类似于x86架构中的int $0x80指令。

用户态到内核态的切换通常发生在需要访问硬件资源或执行系统调用时。这种切换涉及到线程上下文的保存和恢复，以及指令权限级别的改变。优化的目标是减少这种切换的频率，以提高系统的性能。例如，使用mmap（内存映射）技术可以减少用户态到内核态的切换，从而提高性能。

图解linux内核网络驱动框架(RK3288+RTL8211E)

Linux内核网络驱动框架是基于“总线-设备-驱动”的模型构建的，这一模型同样适用于RK3288 SOC与RTL8211E PHY组合的有线网络驱动。以下是对该网络驱动框架的详细图解和说明：硬件框架 RK3288 SOC集成了MAC控制器，并通过MII/GMII接口与RTL8211E PHY相连。

MAC和PHY之间的数据传输通过1000Base-T，10Base-T和100Base-TX的简化千兆位媒体独立接口（RGMII）。RTL8211E以太网收发器在广告机、网络播放器、交换机、集线器、网络摄像机和数字电视中运用广泛。

剖析linux内核源码,task_struct结构体详解

1、在Linux内核中，进程与线程的统一数据结构是task_struct，它作为进程存在的唯一实体，通过双向循环链表连接所有task_struct。每个任务拥有唯一标识pid和线程组IDtgid，其中group_leader指向进程主线程。有了tgid，我们可以区分task_struct代表进程还是线程。

2、内核栈包含thread_info和pt_regs数据结构。thread_info：由体系结构定义，包含进程特定的信息。pt_regs：用于保存系统调用时的CPU上下文，以便在系统调用返回时从进程的原来位置继续运行。

3、进程描述符（task_struct）定义：内核通过进程描述符（task_struct）来描述一个进程。这个结构体包含了进程的所有信息，如进程的状态、地址空间、挂起信号、打开的文件等。存储方式：内核将进程描述符存放在任务队列的双向列表中，以便管理和调度。

4、进程由三大部分组成：分别是代码段，数据段，和进程控制块（PCB），这里特别注意进程控制块（PCB）是进程在计算机中的唯一标识（含有标识信息），计算机通过查看PCB来感知进程的存在。Linux进程使用 struct task_struct 来描述。

5、在Linux内核的精密运作中，进程调度扮演着关键角色。它通过独特的时间片机制，犹如舞台上的灯光，轮流照亮每个进程的CPU时刻。task_struct结构体中的counter就像时间沙漏，每一次时钟中断，就通过timer_interrupt()和do_timer()函数，轻轻减去一点，确保每个进程都能公平地分得CPU的时间份额。