由于一些原因，从ctf退役之后，从web转pwn的过程中，研究了一下0.11版本的linux内核，发现了很多之前在web层面想不明白的知识，虽然说操作系统是底层了，但是随着学习的深入，发现里面确实还有很多更深入的知识。笔者想要写一个系列的内核知识，此篇为第一篇，可以说此系列会见证一个内核选手的成长吧，笔者也相信自己会一直坚持下去的。
此篇的主要内容有：处理器、大小端序、存储相关知识、linux中断机制的原理。
0x01：Linux基础
Linux 5.x：支持很多CPU架构，目前较流行的
X86_64：PC和服务器
ARM64：主要用于移动设备
1)处理器
复杂指令集计算机：具有80%复杂指令很少用到。
精简指令集计算机：去掉了不常用的指令，大部分简单指令能在一个周期内完成。
2）大小端序
1byte=8bit
16、32位的寄存器，寄存器宽度大于1字节，就会存在如何安排多字节的问题。
因此产生了大端序和小端序：
1、大端模式：高字节保存在内存的低地址
2、小端模式：高字节保存在内存的高地址
大小端序模式在处理器访问内存时用于描述：寄存器的字节顺序和内存中的字节顺序之间的关系。
这两种都是读取0x12345678
可以看到：
大端序模式下地址的增长顺序和值的增长顺序相同。
小端序模式下地址的增长顺序和值的增长顺序相反。
如何判断CPU是大端序还是小端序：
联合体特性：存放顺序是所有成员从低地址开始存放。
代码解释：
根据上面的图，一幕了然。
3）存储读写指令的全过程
CPU架构流水线：取指、译码、执行、数据内存访问、写回。
现代处理器：采用了超标量架构和乱序执行—->提高了指令级的并行效率、增加整个高速缓存和内存层次结构的实现难度。
存储—读—写：
指令首先进入流水线前端（预取、decode）
经过分发和调度进入执行单元，最后提交执行结果。
指令采用顺序方式通过前端，采用乱序方式进行发射，乱序执行，顺序方式提交执行结果。
最终结果更新到加载-存储队列中。
0x02：Linux中断机制
目的：
1. 硬件中的中断响应—->内核驱动中的中断
2. 系统调用的函数响应sys_call—–>系统调用
3. 自定义中断——->软件的软中断模式（下断点）
4. 信号中断——>了解信号使用创建
5. 系统的异常和错误——>系统的异常获取 了解异常作用
分类：
硬件中断、软件中断
硬中断：由电脑中主机的8259A类似的硬件中断控制芯片发出的中断
ARM中断控制器发出的中断
软中断：异常
第一类：CPU 自行保留的中断
第二类：系统调用异常
代码结构：
kernel 中
asm.s trap.c
system_call.s fork.c signal.c exit.c sys.c
中断的工作流程：
做CPU工作模式的转化
进行寄存器的拷贝和压栈
设置中断异常向量表
保存正常运行的函数返回值
跳转到对应的中断服务函数上运行
进行模式的复原以及寄存器的复原
跳转回正常工作的函数地址继续运行
中断前的处理过程，中断恢复过程，中断的执行过程
硬件中断的处理过程 asm.s trap.s
软件及系统调用的处理过程 system_call.s fork.c signal.c exit.c sys.c
0x03：小结
在文章末尾附上了源码，同时预告一下，下篇文章将与读者一起剖析kernel中的汇编源码，以及C语言程序。
最后附上笔者的联系方式：[email protected]，希望能够与大家一起交流。
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来源：freebuf.com 2021-05-28 14:21:53 by: 星云博创科技有限公司
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