2024 Linux project 1 demo 問題

1. Nx bit、privilege權限... 在哪一層page table使用到?
2. 使用 virtual address的優缺點 
3. virtual address 和physical address的差異?
4. page frame是甚麼?
5. system call 是甚麼?
6. copy_from_user()和copy_to_user()是甚麼? 怎麼運作的?
7. page fault 甚麼時候會發生
8. process & thread 差異

1. fork() 再kernel裡是用甚麼system call
2. process & thread 差異
3. page frame 是什麼
4. mm_struct在哪裡?marco是甚麼?current->mm
5. make 三條組合包 make & make modules_install & make install
6. page table 在哪?
7. MMU在做什麼?
8. 

甚麼時候會用到system call

1. 檔案操作 任何涉及檔案的操作，例如讀取、寫入、打開、關閉文件等，都需要通過 system call 來進行。這是因為文件系統是由內核管理的，只有內核有權直接與硬碟等存儲設備交互。
   例子：open(), read(), write(), close()
2. process control 創建新process、終止process、等待chile process完成等操作，都是privilege操作，必須通過 system call 請求內核完成。
   例子：fork(), execve(), exit(), wait()

fork 的marco是甚麼

fork 本身並不是直接用Macro來定義的，而是通過system call 的方式來實現。fork() 是一個system call，用於創建一個new process，該process是當前進程的copy

kernel 中的fork

SYSCALL_DEFINE0(fork) {
    // fork 的內部實現
    return do_fork(SIGCHLD, current->mm, current->files, current->fs);
}

do_fork() function的作用

1. 分配 task_struct：為新進程分配一個 task_struct 結構體，這是kernel用來表示進程的數據結構。這個結構體包含了進程的 PID、狀態、記憶體資訊等。
2. 複製進程資源：根據 clone_flags 的設定，複製父進程的資源（例如記憶體空間、打開的文件描述符、訊號處理器等）。
3. 設置新進程的屬性：根據 do_fork 的參數，設置新進程的 TID、堆疊起始地址等。
4. 加入進程表：將新創建的進程加入內核的進程表，這樣內核就能管理這個新進程。
5. 返回 PID：將新進程的 PID 返回給父進程，並在子進程中返回 0。

make localmodconfig 做了甚麼

make localmodconfig 的主要功能是掃描當前運行系統中的已加載模組(loadable module)，並根據這些模組生成一個內核配置文件 config，僅啟用與當前硬體和設備相關的模組。這樣生成的配置文件可以用來編譯出一個精簡的內核。

make 做了甚麼

make 指令會根據 .config 文件的配置編譯 Linux Kernel。make 主要包含:

• 編譯 Kernel 本體：將核心代碼編譯為二進位文件，包括 vmlinux 文件（未壓縮的核心文件）和 bzImage 文件（壓縮的核心映像文件）。
• 編譯核心模組：根據.config 的設定，編譯出kernel modules

make modules_install 做了甚麼

所有編譯好的kernel module 安裝到系統的模組目錄中，像是/lib/modules/<kernel-version>/

make install 做了甚麼

安裝內核映像、System.map 和配置文件到 /boot，並更新引導加載器的配置，使系統可以引導新內核。

page frame 是甚麼

• Page：指的是virtual memory中的一個固定大小的單位。OS將process的虛擬記憶體劃分為多個頁，並通過頁表管理這些頁的映射關係。
• Page Frame：指的是physical memory中的一個固定大小的單位，與頁的大小一致。頁框是實際分配在物理內存中的存儲空間，用來存儲頁的內容。