2019最新《尚硅谷SpringBoot项目实战(内含Docker)附代码+笔记+课件》

命令(输入 m 获取帮助)：g

已创建新的 GPT 磁盘标签(GUID: 3A60FB68-50C7-FC43-A633-6F603EA6DE7A)。
The old gpt signature will be removed by a write command.

命令(输入 m 获取帮助)：n
分区号 (1-128, 默认 1):
第一个扇区 (2048-100663262, 默认 2048):
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (2048-100663262, 默认 100663262): +512M

命令(输入 m 获取帮助)：n
分区号 (2-128, 默认 2):
第一个扇区 (1050624-100663262, 默认 1050624):
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (1050624-100663262, 默认 100663262): +24G

创建了一个新分区 2，类型为“Linux filesystem”，大小为 24 GiB。

命令(输入 m 获取帮助)：l
1 EFI System C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B
19 Linux swap 0657FD6D-A4AB-43C4-84E5-0933C84B4F4F
20 Linux filesystem 0FC63DAF-8483-4772-8E79-3D69D8477DE4

命令(输入 m 获取帮助)：t
分区号 (1,2, 默认 2): 1
分区类型(输入 L 列出所有类型)：1

已将分区“Linux filesystem”的类型更改为“EFI System”。

命令(输入 m 获取帮助)：w
帮助：

DOS (MBR)
a 开关可启动标志
b 编辑嵌套的 BSD 磁盘标签
c 开关 dos 兼容性标志

GPT
M 进入保护/混合 MBR

常规
d 删除分区
F 列出未分区的空闲区
l 列出已知分区类型
n 添加新分区
p 打印分区表
t 更改分区类型
v 检查分区表
i 打印某个分区的相关信息

杂项
m 打印此菜单
x 更多功能(仅限专业人员)

脚本
I 从 sfdisk 脚本文件加载磁盘布局
O 将磁盘布局转储为 sfdisk 脚本文件

保存并退出
w 将分区表写入磁盘并退出
q 退出而不保存更改

新建空磁盘标签
g 新建一份 GPT 分区表
G 新建一份空 GPT (IRIX) 分区表
o 新建一份的空 DOS 分区表
s 新建一份空 Sun 分区表
#国内非官方用户仓库,两个可以任选或都开
[archlinuxcn]
SigLevel = Optional TrustedOnly
Server = https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/archlinuxcn/$arch
#Server = http://repo.archlinuxcn.org/$arch

#infinality是一个字体美化软件源，包含了美化过的大量字体(已更换清华源旧源不能用)
[infinality-bundle]
Server = https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/infinality-bundle/$arch
[infinality-bundle-multilib]
Server = https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/infinality-bundle/multilib/$arch
[infinality-bundle-fonts]
Server = https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/infinality-bundle/fonts/

#antergos linux是一个基于arch linux的衍生版系统，它的软件源包含了很多常用但是未包含在arch官方源中的工具和软件。
[antergos]
#SigLevel = PackageRequired
SigLevel = TrustAll
Usage = All
Server = http://mirrors.antergos.com/$repo/$arch

Executes a fast call to a level 0 system procedure or routine. SYSENTER is a companion instruction to SYSEXIT. The instruction is optimized to provide the maximum performance for system calls from user code running at privilege level 3 to operating system or executive procedures running at privilege level 0.

When executed in IA-32e mode, the SYSENTER instruction transitions the logical processor to 64-bit mode; otherwise, the logical processor remains in protected mode.

Prior to executing the SYSENTER instruction, software must specify the privilege level 0 code segment and code entry point, and the privilege level 0 stack segment and stack pointer by writing values to the following MSRs:

• IA32_SYSENTER_CS (MSR address 174H) — The lower 16 bits of this MSR are the segment selector for the privilege level 0 code segment. This value is also used to determine the segment selector of the privilege level 0 stack segment (see the Operation section). This value cannot indicate a null selector.

• IA32_SYSENTER_EIP (MSR address 176H) — The value of this MSR is loaded into RIP (thus, this value references the first instruction of the selected operating procedure or routine). In protected mode, only bits 31:0 are loaded.

• IA32_SYSENTER_ESP (MSR address 175H) — The value of this MSR is loaded into RSP (thus, this value contains the stack pointer for the privilege level 0 stack). This value cannot represent a non-canonical address. In protected mode, only bits 31:0 are loaded.

These MSRs can be read from and written to using RDMSR/WRMSR. The WRMSR instruction ensures that the IA32_SYSENTER_EIP and IA32_SYSENTER_ESP MSRs always contain canonical addresses.

主要信息有：

(1)sysenter与sysexit指令配套，可以以比较高的执行效率在用户态执行要在系统态执行的系统调用。

(2)在IA-32e模式下执行时，sysenter指令将逻辑处理器转换为64位模式，否则逻辑处理器保持在保护模式。

(3)执行sysenter指令之前，需要将下列MSR（Model Specific Registers)中写入值来指定Ring0代码段、代码入口点、Ring0堆栈段和堆栈指针：

- IA32_SYSENTER_CS(174H)：指定要执行Ring0代码的代码段选择符，也能得出目标Ring0所用堆栈段的段选择符

- IA32_SYSENTER_EIP(176H)：指定要执行的Ring0代码的起始地址

- IA32_SYSENTER_ESP(175H)：指定要执行的Ring0代码所使用的栈指针

(4)使用rdmsr/wrmsr读取和写入MSR

下面基于linux-2.6.39内核进行分析：

3.1 系统调用初始化

从linux内核启动流程入手：start_kernel() -> chenk_bugs() -> identify_boot_cpu() -> sysenter_setup() & enable_sep_cpu()

3.1.1 页面初始化和映射

首先执行sysenter_setup()函数来支持之前提到的vDSO机制，

将vdso32-sysenter.so动态链接库装载进vsyscall页中，在arch/x86/vdso/vdso32-setup.c可以找到sysenter_setup()函数：

int __init sysenter_setup(void)

{

void *syscall_page = (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);

const void *vsyscall;

size_t vsyscall_len;

vdso32_pages[0] = virt_to_page(syscall_page);

#ifdef CONFIG_X86_32

gate_vma_init();

#endif

if (vdso32_syscall()) {

vsyscall = &vdso32_syscall_start;

vsyscall_len = &vdso32_syscall_end - &vdso32_syscall_start; } else if (vdso32_sysenter()) { vsyscall = &vdso32_sysenter_start; vsyscall_len = &vdso32_sysenter_end - &vdso32_sysenter_start; } else { vsyscall = &vdso32_int80_start; vsyscall_len = &vdso32_int80_end - &vdso32_int80_start;

}

memcpy(syscall_page, vsyscall, vsyscall_len);

relocate_vdso(syscall_page);

return 0;

}

sysenter_setup()函数的主要工作：

(1)调用get_zeroed_page()获得一个被填充为0的物理页，返回该页在内核地址空间的线性地址。

(2)调用宏virt_to_page得到syscall_page地址对应的page管理结构地址并赋值给vdso32_page[0]。

(3)随后判断支持哪些指令，从而做不同处理，可以看到优先级是syscall > sysenter > int80。

(4)将vdso32_sysenter_start地址赋给vsyscall，然后用memcpy()将vsyscall拷贝到对应的页，最后用relocate_vdso()进行重定向。

在arch/x86/vdso/vdso32.S中可以看到vdso32_sysenter_start就是vdso32-sysenter.so:

vdso32_sysenter_start:

incbin "arch/x86/vdso/vdso32-sysenter.so"

即将vdso32-sysenter.so拷贝到对应的页中，在《系统调用分析(1)》的vDSO介绍中提到的arch_setup_additional_pages函数便是把拷贝到的页的内容映射到用户空间。

3.1.2 相关MSR寄存器的初始化

在arch/x86/vdso/vdso32-setup.c中的enable_sep_cpu()函数完成相关MSR寄存器的初始化：

void enable_sep_cpu(void)

{

int cpu = get_cpu();

struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);

if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_SEP)) { put_cpu(); eturn; } tss->x86_tss.ss1 = __KERNEL_CS; tss->x86_tss.sp1 = sizeof(struct tss_struct) + (unsigned long) tss; wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, __KERNEL_CS, 0); wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_ESP, tss->x86_tss.sp1, 0); wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, (unsigned long) ia32_sysenter_target, 0); put_cpu(); }

主要内容：

(1) MSR_IA32_SYSENTER_*的声明在arch/x86/include/asm/msr-index.h中，可以看到对应的MSR寄存器地址：

#define MSR_IA32_SYSENTER_CS 0x00000174

#define MSR_IA32)SYSENTER_ESP 0x00000175

#define MSR_IA32_SYSENTER_EIP 0x00000176

(2)将__KERNEL_CS设置到MSR_IA_SYSENTER_CS中。

(3)将tss->x86_tss.sp1栈地址设置到MSR_IA32_SYSENTER_ESP中。

(4)将ia32_sysenter_target(sysenter指令的接口函数)设置到MSR_IA32_SYSENTER_EIP。

3.2 sysenter和sysexit的指令操作

在Ring3的代码调用sysenter指令之后，CPU做出如下操作：

将SYSENTER_CS_MSR的值装在到cs寄存器。
将SYSENTER_EIP_MSR的值装在到eip寄存器。
将SYSENTER_CS_MSR的值加8(Ring0的堆栈段描述符)装载到ss寄存器。
将SYSENTER_ESP_MSR的值装载到esp寄存器。
将特权级切换到Ring0。
如果EFLAGS寄存器的VM标志被置位，则清除该标志。
开始执行指定的Ring0代码。

在Ring0代码执行完毕，调用sysexit指令退回Ring3时，CPU会做出如下操作：

将SYSENTER_CS_MSR的值加16(Ring3的代码段描述符)装载到cs寄存器。
将寄存器edx的值装载到eip寄存器。
将SYSENTER_CS_MSR的值加24(Ring3的堆栈段描述符)装载到ss寄存器。
将寄存器ecx的值装载到esp寄存器。
将特权级切换到Ring3。
继续执行Ring3的代码。

3.3 sysenter的系统调用处理

3.3.1 linux2.6.39内核sysenter系统调用

正如刚才对IA32_SYSENTER_EIP寄存器中传入sysenter的系统调用函数入口地址ia32_sysenter_target。

在arch/x86/ia32/ia32entry.S中可以看到sysenter指令所要执行的系统调用处理程序ia32_sysenter_target的代码，其中执行系统调用的代码是：

sysenter_dispatch:

call *ia32_sys_call_table(,%rax,8)

...

ia32_sys_call_table:

.quad sys_restart_syscall

.quad sys_exit .quad stub32_fork .quad sys_read .quad sys_write .quad compat_sys_open /* 5 */

可以看到sysenter指令会直接到系统调用表中找到相应系统调用处理程序去执行。

3.3.2 linux4.20内核sysenter系统调用

在linux4.20内核中，对IA32_SYSENTER_EIP寄存器中传入的是entry_SYSENTER_32函数。

在arch/x86/entry/entry_32.S中可以看到entry_SYSENTER_32()函数：

ENTRY(entry_SYSENTER_32)
pushfl
pushl %eax
BUG_IF_WRONG_CR3 no_user_check=1
SWITCH_TO_KERNEL_CR3 scratch_reg=%eax
popl %eax
popfl
movl TSS_entry2task_stack(%esp), %esp
.Lsysenter_past_esp:
pushl $__USER_DS /* pt_regs->ss */
pushl %ebp /* pt_regs->sp (stashed in bp) */
pushfl /* pt_regs->flags (except IF = 0) */
orl $X86_EFLAGS_IF, (%esp) /* Fix IF */
pushl $__USER_CS /* pt_regs->cs */
pushl $0 /* pt_regs->ip = 0 (placeholder) */
pushl %eax /* pt_regs->orig_ax */
SAVE_ALL pt_regs_ax=$-ENOSYS /* save rest, stack already switched */
testl $X86_EFLAGS_NT|X86_EFLAGS_AC|X86_EFLAGS_TF, PT_EFLAGS(%esp)
jnz .Lsysenter_fix_flags
.Lsysenter_flags_fixed:
TRACE_IRQS_OFF
movl %esp, %eax
call do_fast_syscall_32
...
sysexit