Linux內(nèi)核分析期末考試試卷

一、判斷題*()bash既是一個命令行解釋器，也為用戶提供了一種編譯型編程語言。*()lfs6.3系統(tǒng)中默認提供了6個虛擬終端，Alt+F1?Alt+F6用于切換到指定的虛擬終端。*()用戶在系統(tǒng)內(nèi)部的表示是一個整數(shù)，稱為該用戶的PID。*()用戶的登錄信息存放在/etc/shadow文件中，其密碼存放在/etc/passwd文件中。*()對于特定用戶，/etc/passwd文件中指定的用戶組是該用戶的默認組，該用戶所屬的其他組稱為附加組。*()Linux系統(tǒng)中的文件是一個數(shù)據(jù)記錄表。*()Linux的文件系統(tǒng)被組織成樹型結(jié)構(gòu)。*()當前目錄用.表示，父目錄用..表示。*()用戶登錄后的當前目錄是用戶的主目錄，可用符號?表示，?user表示用戶user的主目錄。*()ls命令長格式列出的文件鏈接數(shù)表示該文件在目錄文件中出現(xiàn)的次數(shù)。*()cat命令不具有分屏顯示的功能。more命令不僅可以分屏顯示，而且能夠上下滾動屏幕。*()cat>>good.txt命令會覆蓋good.txt文件。*()符號鏈接文件的內(nèi)容是指向目標文件的路徑字符串。*()memo?可以與文件名memo12匹配。*()tom用戶執(zhí)行chgrpstudentshello.c命令時，students組必須是tom用戶的默認組。*()chgown命令只能由文件所屬的用戶執(zhí)行。*()程序是一個動態(tài)的概念，進程是一個靜態(tài)的概念。*()默認情況下，后臺作業(yè)可以寫終端設(shè)備。*()一個作業(yè)在前臺運行時將擁有控制終端，而在后臺運行時將失去控制終端。*()默認情況下，進程會忽略SIGCHLD信號。()ESP寄存器可以分別按8位、16位和32位來訪問。()EIP寄存器的低16位是IP寄存器，用于實地址模式下的指令指針。()80386的虛擬地址分為段和段內(nèi)偏移兩部分。()指令movl$val,%eax將標號val的值送給eax寄存器。()為了避免新增的關(guān)鍵字inline與程序中的標識符沖突，可以用_inline__關(guān)鍵字來代替。()為了使inline函數(shù)的代碼嵌入主調(diào)函數(shù)，需要在編譯時為gcc指定優(yōu)化選項。()80386的分頁機制總是啟用的，而分段機制是可選的。()80386的線性地址空間和物理地址空間的容量都為4G字節(jié)。()80386的虛擬地址空間是二維的，而線性地址空間和物理地址空間都是一維的。()80386引入了特權(quán)級的概念。特權(quán)級用數(shù)字0?3表示，數(shù)字0表示最低特權(quán)級，數(shù)字3表示最高特權(quán)級。()如果CPL小于或等于待訪問段的特權(quán)級，則該訪問是允許的；否則是非法訪問，()段基地址定義了段在物理地址空間中的起始地址。()段界限就是段的長度。()段基地址要求與頁邊界對齊。()cs寄存器中的RPL就等于CPL。()如果線性地址空間中的某一頁在頁目錄表項中的U/S=1,在頁表項中的U/S=0，那么該頁可以被運行在任何特權(quán)級下的代碼訪問。()一個頁目錄表項映射4M字節(jié)的地址空間，一個頁表項映射4K字節(jié)的地址空間。()用戶主要采用PID來標識一個進程，內(nèi)核則主要采用進程描述符的首地址來標識一個進程。()當一個暫停的進程接收到SIGCONT信號，它將進入TASK_RUNNING狀態(tài)。()Linux的fork()系統(tǒng)調(diào)用會將父進程的內(nèi)存描述符、頁表以及物理頁框復制到子進程中。()由于子進程復制了父進程的文件打開表，所以子進程在啟動時與父進程打開了相同的文件。()主線程(線程組組長進程)通過pthread_create()函數(shù)創(chuàng)建子線程后，主線程是子線程的父進程。()進程終止時，內(nèi)核將直接釋放該進程所有的資源。()如果父進程在子進程之前終止，內(nèi)核將為子進程尋找新的父進程。()遍歷一個進程的子進程鏈表就可以找到該進程所有的子進程。()內(nèi)核線程沒有自己的頁表，而是借用普通進程的頁表。二、填空題*Linux的兩個主要來源是 和。*從總體上來看，Linux系統(tǒng)分為、和三個層次。*Linux將程序執(zhí)行的模式劃分為和。*Linux內(nèi)核通過 為用戶程序提供服務。*Linux默認的shell程序是 。*注銷用戶可以執(zhí)行 命令，重啟系統(tǒng)可以執(zhí)行 命令，關(guān)閉系統(tǒng)可以執(zhí)行 命令。*超級用戶的用戶名是 ，相關(guān)的UID是 。*用戶登錄后默認的當前工作目錄稱為該用戶的 。*用useradd命令創(chuàng)建一個用戶時，-g選項指定用戶的，-G選項指定用戶的，-m選項指定創(chuàng)建用戶的。userdel命令刪除一個用戶時，-r選項指定刪除用戶的 。*文件樹的頂層目錄稱為 ，用 表示。一個目錄的下一級目錄稱為該目錄的 ，其上一級目錄稱為該目錄的 。每個進程在運行時都與一個當前工作目錄相關(guān)聯(lián)，簡稱 。*從根目錄開始的路徑稱為 ，從當前目錄開始的路徑稱為 。*Linux定義了七種文件類型，分別是 、、塊設(shè)備、字符設(shè)備、、命名管道、套接字。*每個文件的屬性信息都記錄在 ，其編號稱為 。*目錄文件的其內(nèi)容是一個數(shù)組，每個數(shù)組元素稱為一個 ，它是一個二元組(name,inode)。其中，name是文件名或目錄名，inode是該文件或目錄對應的。*ln命令可以為文件創(chuàng)建兩種鏈接：和。*通常，命令會打開三個默認的文件： 、 、 。*cat>hello.txt命令可以輸入hello.txt文件的內(nèi)容，按鍵可以結(jié)束文本的輸入。*系統(tǒng)在做權(quán)限檢查時，需要引用進程中記錄的 、 和 。*Linux的0進程又稱為進程，1進程又稱為進程。*一個會話可以擁有一個控制終端，會話元又稱為 。根據(jù)是否擁有控制終端，一個會話中的進程組分為 和 兩類。*由管道符鏈接的一些命令構(gòu)成了一個 。根據(jù)是否擁有控制終端，作業(yè)包括 和 兩種。*按 鍵可以將一個前臺進程暫停，再執(zhí)行 命令可以將該進程置于后臺運行。此后，執(zhí)行 命令可以再次將該進程置于前臺運行。*如果命令行以 符號結(jié)尾，該命令將置于后臺運行。*ps命令顯示進程狀態(tài)時，TTY表示,TIME表示,CMD表示,S表示,PRI表示,NI表示。*ps命令顯示進程的狀態(tài)中，R表示,D表示,S表示,T表示,X表示,Z表示。*信號有 、 和 三種來源。*當信號送達一個進程時，該進程可以有如下三種選擇： 、 和 。有些信號導致進程終止時，會產(chǎn)生一個 文件，用于分析進程崩潰的原因。* 和 是兩個不能忽略的信號。*用戶按和鍵可以分別向進程發(fā)送SIGINT和SIGQUIT信號。*用戶按鍵可以向進程發(fā)送SIGSTP信號。80386可以工作在 、 和 三種模式下。EFLAG寄存器包括 和 兩組標志。前者反映了指令執(zhí)行后處理器的狀態(tài)，后者控制處理器的行為。對于80386來說，程序員看到的地址空間稱為 ，指令引用數(shù)據(jù)或代碼的地址稱為 。80386虛擬地址的偏移部分稱為 ，其地址表達式為 。Linux的虛擬地址空間被分為兩部分，分別是3G容量的和1G容量的。用戶程序的指令位于 ，全局變量和靜態(tài)局部變量位于 ，動態(tài)分配的存儲單元位于 ，非靜態(tài)局部變量位于 。棧幀就是當函數(shù)被調(diào)用時，編譯器在棧中分配的空間，由 和 定界。gcc提供了和兩個宏，用于幫助程序員向gcc聲明一個分支語句中哪個分支執(zhí)行的可能性更大。80386的存儲管理機制的兩個設(shè)計目標分別是 和 。80386提供分段機制和分頁機制，對應地需要兩個層次的地址轉(zhuǎn)換機制。首先，二維的 通過分段機制轉(zhuǎn)換為中間的一維的 ，再通過分頁機制轉(zhuǎn)換為一維的80386將線性地址空間劃分為220個 ，物理地址空間也被劃分為220個 ，頁和頁框的長度都是 字節(jié)。Intel的術(shù)語將80386的高特權(quán)級稱為，而低特權(quán)級則稱為。當前活動代碼段的特權(quán)級稱為 。為了定義一個段，需要為該段指定 、 和 三個參數(shù)。Linux中所有進程公用四個段，當進程運行在用戶態(tài)時使用和。當進程運行在內(nèi)核態(tài)時使用 和 。進程的地址空間分為和兩個部分，前者占1G字節(jié)空間，后者占3G字節(jié)空間。一個進程的管理信息都存放在 中。用戶程序通過 陷入內(nèi)核，進入內(nèi)核后執(zhí)行的一系列指令稱為 。內(nèi)核棧的棧底由進程描述符的 域和 域指示在一個進程描述符中，group_leader域用于記錄，tgid域用于記錄，signal->pgrp域用于記錄,signal->session域用于記錄。當進程正在執(zhí)行或在運行隊列中等待執(zhí)行時，它處于 狀態(tài)；當進程正在睡眠，接收到信號時將被喚醒，它處于 狀態(tài)；當進程正在睡眠，但接收到信號時不能被喚醒，它處于狀態(tài)；當進程已經(jīng)結(jié)束，其父進程還沒有對其調(diào)用wait4()等系統(tǒng)調(diào)用，它處于狀態(tài)；當進程接收到SIGSTOP,SIGTSTP,SIGTTIN,SIGTTOU信號時，它處于 狀態(tài)。 宏將獲得當前運行進程描述符的首地址。進程描述符的parent指針域指示該進程的 ，children域指示了子進程鏈表的，sibling域用于串聯(lián)。執(zhí)行一個程序需要分為兩個步驟，第一步是通過 系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建子進程，第二步是通過 系統(tǒng)調(diào)用刷新進程的地址空間。線程的兩個突出的特點是 和 。主線程(線程組組長進程)通過pthread_create()函數(shù)創(chuàng)建子線程后，主線程的tgid取為，子線程的tgid取為。三、簡答題*設(shè)當前目錄是/home/tom/work，且work是一個空目錄，按要求回答下列問題。(1)執(zhí)行l(wèi)s-l..命令在屏幕上顯示出work目錄的鏈接數(shù)應該是多少，簡要分析原因。(2)命令cathello.c>hellol.c和命令cathello.cIless會產(chǎn)生怎樣的運行結(jié)果，它們分別采用了bash提供的何種機制來改變輸入輸出的流向，指出這兩種機制的區(qū)別。(3)當work目錄設(shè)置了sticky標志時，哪些用戶在擁有該目錄的寫權(quán)限的情況下能夠刪除或重命名其中的文件？*在新建一個文件時，系統(tǒng)如何決定該文件所屬的用戶，又是如何決定該文件所屬的用戶組？*按要求回答下列問題：(1)如果文件hello的權(quán)限字符串為rw-rw-r--，請解釋該字符串的含義。(2)接上一問題，如果hello文件是一個可執(zhí)行文件，要使所有用戶都能夠執(zhí)行該文件而添加執(zhí)行權(quán)限，需要執(zhí)行的命令是什么？寫出執(zhí)行該命令后的權(quán)限字符串。(3)接上一問題，寫出為hello文件增加set-uid標志的命令，以及該命令執(zhí)行后的權(quán)限字符串。(4)如果當前登錄用戶的umask=022,那么一個新建文件和一個新建目錄的默認權(quán)限分別是什么？請分析原因。(5)要使命令mvwork/hello.c?命令能夠順利完成，執(zhí)行該命令的用戶需要具有哪些權(quán)限。*按要求回答下列問題：寫出系統(tǒng)做權(quán)限檢查的算法。(2)設(shè)hello.c是當前目錄中的一個文件，其權(quán)限字符串為rw-rw-r--。該文件所屬的用戶是tom，所屬的組是tom組。如果tom用戶執(zhí)行命令cat>>hello.c，請結(jié)合上面的算法指出tom所做的操作是否允許，并分析原因。(3)設(shè)hello.c是當前目錄中的一個文件，其權(quán)限字符串為rw-rw-r--。該文件所屬的用戶是tom，所屬的組是tom組。jerry用戶的默認組是jerry組，他沒有附加組。如果jerry用戶執(zhí)行命令cat>>hello.c，請結(jié)合上面的算法指出jerry所做的操作是否允許，并分析原因。*按要求回答下列問題：Linux系統(tǒng)啟動過程中依次啟動了哪些進程？init進程創(chuàng)建的進程依次執(zhí)行了哪些程序，這些程序的作用是什么？當一個用戶在某個虛擬終端登錄后，用戶會話的情況是怎樣的？*按要求回答下列問題：SIGINT、SIGQUIT、SIGTERM和SIGKILL四個信號都會導致進程的終止，試比較它們的不同。如何暫停一個進程？如何取消該進程的暫停狀態(tài)？后臺進程是否可以讀寫終端設(shè)備？如果一個后臺進程試圖從終端讀取數(shù)據(jù)會怎樣？下面是一個用戶的操作過程，tom[~/work]$sttytostoptom[~/work]$ps&⑵2823tom[~/work]$[2]+Stopped ps該用戶運行的后臺進程為何被暫停？請分析原因并給出兩種解決方案。7.*用戶執(zhí)行ps命令獲得的輸出信息如下：PIDPPIDPGRPSESSTPGIDCOMMAND26812680268126812845bash26882681268826812845emacs28392681283926812845sleep28402681283926812845sleep28412681284126812845tst228422841284126812845sleep28432841284126812845sleep28452681284526812845ps按要求回答下列問題：(1)用戶會話的會話元是哪個進程？(2)該會話有幾個進程組？每個進程組包含了哪些進程？指出各個進程組的組長。(3)分析各進程之間的創(chuàng)建關(guān)系，并繪出相應的進程樹。8.試比較Intel匯編語法與AT&T語法的不同。9.函數(shù)max()的源代碼如下：intmax(inta,intb){intm;m=a>b?a:b;returnm;}假設(shè)max()函數(shù)被調(diào)用，請畫出在該函數(shù)返回之前與其相關(guān)的棧以及寄存器的狀態(tài)。(1)設(shè)a=3,b=4，分別給出max1(++a,++b)和max2(++a,++b)的結(jié)果。(2)指出max1()的缺點，并分析max2()是否可以克服這些缺點。針對下列C程序代碼，按要求回答問題：#defineabs1(x)((x)<0?(-x):(x))#defineabs2(x)({\int—x=(x); \(__x<0)?-__x:__x;})(1)設(shè)a=-5,分別寫出abs1(++a)和abs2(++a)的結(jié)果。(2)指出abs1()的缺點，并分析abs2()是否可以克服這些缺點。按要求回答下列問題：簡述80386分段機制的地址轉(zhuǎn)換過程。(2)內(nèi)核代碼段和內(nèi)核數(shù)據(jù)段的描述符分別是：0x00cf9a000000ffff和0x00cf92000000ffff，描述符各個字段的取值如下表所示：段段基地址G段界限STypeDPLD/BP內(nèi)核代碼段0x000000001Qxfffff110011內(nèi)核數(shù)據(jù)段0x000000001Qxfffff12011那么，這兩