趣谈Linux操作系统
刘超
网易杭州研究院云计算技术部首席架构师
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入门准备篇 (3讲)
开篇词 | 为什么要学习Linux操作系统?
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01 | 入学测验:你究竟对Linux操作系统了解多少?
02 | 学习路径:爬过这六个陡坡,你就能对Linux了如指掌
核心原理篇:第一部分 Linux操作系统综述 (3讲)
03 | 你可以把Linux内核当成一家软件外包公司的老板
04 | 快速上手几个Linux命令:每家公司都有自己的黑话
05 | 学会几个系统调用:咱们公司能接哪些类型的项目?
核心原理篇:第二部分 系统初始化 (4讲)
06 | x86架构:有了开放的架构,才能打造开放的营商环境
07 | 从BIOS到bootloader:创业伊始,有活儿老板自己上
08 | 内核初始化:生意做大了就得成立公司
09 | 系统调用:公司成立好了就要开始接项目
核心原理篇:第三部分 进程管理 (10讲)
10 | 进程:公司接这么多项目,如何管?
11 | 线程:如何让复杂的项目并行执行?
12 | 进程数据结构(上):项目多了就需要项目管理系统
13 | 进程数据结构(中):项目多了就需要项目管理系统
14 | 进程数据结构(下):项目多了就需要项目管理系统
15 | 调度(上):如何制定项目管理流程?
16 | 调度(中):主动调度是如何发生的?
17 | 调度(下):抢占式调度是如何发生的?
18 | 进程的创建:如何发起一个新项目?
19 | 线程的创建:如何执行一个新子项目?
核心原理篇:第四部分 内存管理 (7讲)
20 | 内存管理(上):为客户保密,规划进程内存空间布局
21 | 内存管理(下):为客户保密,项目组独享会议室封闭开发
22 | 进程空间管理:项目组还可以自行布置会议室
23 | 物理内存管理(上):会议室管理员如何分配会议室?
24 | 物理内存管理(下):会议室管理员如何分配会议室?
25 | 用户态内存映射:如何找到正确的会议室?
26 | 内核态内存映射:如何找到正确的会议室?
核心原理篇:第五部分 文件系统 (4讲)
27 | 文件系统:项目成果要归档,我们就需要档案库
28 | 硬盘文件系统:如何最合理地组织档案库的文档?
29 | 虚拟文件系统:文件多了就需要档案管理系统
30 | 文件缓存:常用文档应该放在触手可得的地方
核心原理篇:第六部分 输入输出系统 (5讲)
31 | 输入与输出:如何建立售前售后生态体系?
32 | 字符设备(上):如何建立直销模式?
33 | 字符设备(下):如何建立直销模式?
34 | 块设备(上):如何建立代理商销售模式?
35 | 块设备(下):如何建立代理商销售模式?
核心原理篇:第七部分 进程间通信 (7讲)
36 | 进程间通信:遇到大项目需要项目组之间的合作才行
37 | 信号(上):项目组A完成了,如何及时通知项目组B?
38 | 信号(下):项目组A完成了,如何及时通知项目组B?
39 | 管道:项目组A完成了,如何交接给项目组B?
40 | IPC(上):不同项目组之间抢资源,如何协调?
41 | IPC(中):不同项目组之间抢资源,如何协调?
42 | IPC(下):不同项目组之间抢资源,如何协调?
核心原理篇:第八部分 网络系统 (7讲)
43 预习 | Socket通信之网络协议基本原理
43 | Socket通信:遇上特大项目,要学会和其他公司合作
44 | Socket内核数据结构:如何成立特大项目合作部?
45 | 发送网络包(上):如何表达我们想让合作伙伴做什么?
46 | 发送网络包(下):如何表达我们想让合作伙伴做什么?
47 | 接收网络包(上):如何搞明白合作伙伴让我们做什么?
48 | 接收网络包(下):如何搞明白合作伙伴让我们做什么?
核心原理篇:第九部分 虚拟化 (7讲)
49 | 虚拟机:如何成立子公司,让公司变集团?
50 | 计算虚拟化之CPU(上):如何复用集团的人力资源?
51 | 计算虚拟化之CPU(下):如何复用集团的人力资源?
52 | 计算虚拟化之内存:如何建立独立的办公室?
53 | 存储虚拟化(上):如何建立自己保管的单独档案库?
54 | 存储虚拟化(下):如何建立自己保管的单独档案库?
55 | 网络虚拟化:如何成立独立的合作部?
核心原理篇:第十部分 容器化 (4讲)
56 | 容器:大公司为保持创新,鼓励内部创业
57 | Namespace技术:内部创业公司应该独立运营
58 | CGroup技术:内部创业公司应该独立核算成本
59 | 数据中心操作系统:上市敲钟
实战串讲篇 (9讲)
60 | 搭建操作系统实验环境(上):授人以鱼不如授人以渔
61 | 搭建操作系统实验环境(下):授人以鱼不如授人以渔
62 | 知识串讲:用一个创业故事串起操作系统原理(一)
63 | 知识串讲:用一个创业故事串起操作系统原理(二)
64 | 知识串讲:用一个创业故事串起操作系统原理(三)
65 | 知识串讲:用一个创业故事串起操作系统原理(四)
66 | 知识串讲:用一个创业故事串起操作系统原理(五)
67 | 期末测试:这些操作系统问题,你真的掌握了吗?
结束语 | 永远别轻视任何技术,也永远别轻视自己
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专栏加餐 (2讲)
学习攻略(一):学好操作系统,需要掌握哪些前置知识?
“趣谈Linux操作系统”食用指南
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52 | 计算虚拟化之内存:如何建立独立的办公室?

刘超 2019-07-26
上一节,我们解析了计算虚拟化之 CPU。可以看到,CPU 的虚拟化是用户态的 qemu 和内核态的 KVM 共同配合完成的。它们二者通过 ioctl 进行通信。对于内存管理来讲,也是需要这两者配合完成的。
咱们在内存管理的时候讲过,操作系统给每个进程分配的内存都是虚拟内存,需要通过页表映射,变成物理内存进行访问。当有了虚拟机之后,情况会变得更加复杂。因为虚拟机对于物理机来讲是一个进程,但是虚拟机里面也有内核,也有虚拟机里面跑的进程。所以有了虚拟机,内存就变成了四类:
虚拟机里面的虚拟内存(Guest OS Virtual Memory,GVA),这是虚拟机里面的进程看到的内存空间;
虚拟机里面的物理内存(Guest OS Physical Memory,GPA),这是虚拟机里面的操作系统看到的内存,它认为这是物理内存;
物理机的虚拟内存(Host Virtual Memory,HVA),这是物理机上的 qemu 进程看到的内存空间;
物理机的物理内存(Host Physical Memory,HPA),这是物理机上的操作系统看到的内存。
咱们内存管理那一章讲的两大内容,一个是内存管理,它变得非常复杂;另一个是内存映射,具体来说就是,从 GVA 到 GPA,到 HVA,再到 HPA,这样几经转手,计算机的性能就会变得很差。当然,虚拟化技术成熟的今天,有了一些优化的手段,具体怎么优化呢?我们这一节就来一一解析。
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精选留言(8)

  • Spring
    总结下来就是:虚拟机用户态qemu中的KVMSlot结构维护虚拟机进程的虚拟地址,虚拟机内核态kvm_memory_slot结构维护虚拟机的物理页面,二者通过普通页表建立映射关系。当访问虚拟机虚拟页面发生缺页异常时,切换到宿主机中分配真正的物理页面,然后通过EPT(扩展页表)建立虚拟机物理地址到宿主机物理地址的映射关系。
    2019-10-04
    2
  • 没心没肺
    快要被劝退了,硬着头皮看。

    作者回复: 加油,多看几遍就好了

    2019-07-28
    2
  • ClassCastException
    别管看不看的懂,能坚持到这的也是神级人物了

    作者回复: 加油

    2019-07-30
    1
  • zKerry
    感觉怼到了一堵墙上,请问刘老师,你当初是怎么整明白的?
    2019-10-31
  • LDxy
    真难

    作者回复: 其实还好,多看几遍

    2019-07-27
  • 浪子
    超哥会讲overcommit吗

    作者回复: 没有分析内存overcommit的部分。

    2019-07-27
  • sunyunjian
    这配图是网易吗

    作者回复: 不是的

    2019-07-26
  • 小龙的城堡
    把c语言写出面相对象,确实有意思!

    作者回复: 是的,很惊艳

    2019-07-26
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