Linux内核分析期末考试试卷

一、判断题*()bash既是一个命令行解释器，也为用户提供了一种编译型编程语言。*()lfs6.3系统中默认提供了6个虚拟终端，Alt+F1〜Alt+F6用于切换到指定的虚拟终端。*()用户在系统内部的表示是一个整数，称为该用户的PID。*()用户的登录信息存放在/etc/shadow文件中，其密码存放在/etc/passwd文件中。*()对于特定用户，/etc/passwd文件中指定的用户组是该用户的默认组，该用户所属的其他组称为附加组。*()Linux系统中的文件是一个数据记录表。*()Linux的文件系统被组织成树型结构。*()当前目录用.表示，父目录用..表示。*()用户登录后的当前目录是用户的主目录，可用符号〜表示，〜user表示用户user的主目录。*()ls命令长格式列出的文件链接数表示该文件在目录文件中出现的次数。*()cat命令不具有分屏显示的功能。more命令不仅可以分屏显示，而且能够上下滚动屏幕。*()cat>>good.txt命令会覆盖good.txt文件。*()符号链接文件的内容是指向目标文件的路径字符串。*()memo?可以与文件名memo12匹配。*()tom用户执行chgrpstudentshello.c命令时，students组必须是tom用户的默认组。*()chgown命令只能由文件所属的用户执行。*()程序是一个动态的概念，进程是一个静态的概念。*()默认情况下，后台作业可以写终端设备。*()一个作业在前台运行时将拥有控制终端，而在后台运行时将失去控制终端。*()默认情况下，进程会忽略SIGCHLD信号。()ESP寄存器可以分别按8位、16位和32位来访问。()EIP寄存器的低16位是IP寄存器，用于实地址模式下的指令指针。()80386的虚拟地址分为段和段内偏移两部分。()指令movl$val,%eax将标号val的值送给eax寄存器。()为了避免新增的关键字inline与程序中的标识符冲突，可以用_inline__关键字来代替。()为了使inline函数的代码嵌入主调函数，需要在编译时为gcc指定优化选项。()80386的分页机制总是启用的，而分段机制是可选的。()80386的线性地址空间和物理地址空间的容量都为4G字节。()80386的虚拟地址空间是二维的，而线性地址空间和物理地址空间都是一维的。()80386引入了特权级的概念。特权级用数字0〜3表示，数字0表示最低特权级，数字3表示最高特权级。()如果CPL小于或等于待访问段的特权级，则该访问是允许的；否则是非法访问，()段基地址定义了段在物理地址空间中的起始地址。()段界限就是段的长度。()段基地址要求与页边界对齐。()cs寄存器中的RPL就等于CPL。()如果线性地址空间中的某一页在页目录表项中的U/S=1,在页表项中的U/S=0，那么该页可以被运行在任何特权级下的代码访问。()一个页目录表项映射4M字节的地址空间，一个页表项映射4K字节的地址空间。()用户主要采用PID来标识一个进程，内核则主要采用进程描述符的首地址来标识一个进程。()当一个暂停的进程接收到SIGCONT信号，它将进入TASK_RUNNING状态。()Linux的fork()系统调用会将父进程的内存描述符、页表以及物理页框复制到子进程中。()由于子进程复制了父进程的文件打开表，所以子进程在启动时与父进程打开了相同的文件。()主线程(线程组组长进程)通过pthread_create()函数创建子线程后，主线程是子线程的父进程。()进程终止时，内核将直接释放该进程所有的资源。()如果父进程在子进程之前终止，内核将为子进程寻找新的父进程。()遍历一个进程的子进程链表就可以找到该进程所有的子进程。()内核线程没有自己的页表，而是借用普通进程的页表。二、填空题*Linux的两个主要来源是 和。*从总体上来看，Linux系统分为、和三个层次。*Linux将程序执行的模式划分为和。*Linux内核通过 为用户程序提供服务。*Linux默认的shell程序是 。*注销用户可以执行 命令，重启系统可以执行 命令，关闭系统可以执行 命令。*超级用户的用户名是 ，相关的UID是 。*用户登录后默认的当前工作目录称为该用户的 。*用useradd命令创建一个用户时，-g选项指定用户的，-G选项指定用户的，-m选项指定创建用户的。userdel命令删除一个用户时，-r选项指定删除用户的 。*文件树的顶层目录称为 ，用 表示。一个目录的下一级目录称为该目录的 ，其上一级目录称为该目录的 。每个进程在运行时都与一个当前工作目录相关联，简称 。*从根目录开始的路径称为 ，从当前目录开始的路径称为 。*Linux定义了七种文件类型，分别是 、、块设备、字符设备、、命名管道、套接字。*每个文件的属性信息都记录在 ，其编号称为 。*目录文件的其内容是一个数组，每个数组元素称为一个 ，它是一个二元组(name,inode)。其中，name是文件名或目录名，inode是该文件或目录对应的。*ln命令可以为文件创建两种链接：和。*通常，命令会打开三个默认的文件： 、 、 。*cat>hello.txt命令可以输入hello.txt文件的内容，按键可以结束文本的输入。*系统在做权限检查时，需要引用进程中记录的 、 和 。*Linux的0进程又称为进程，1进程又称为进程。*一个会话可以拥有一个控制终端，会话元又称为 。根据是否拥有控制终端，一个会话中的进程组分为 和 两类。*由管道符链接的一些命令构成了一个 。根据是否拥有控制终端，作业包括 和 两种。*按 键可以将一个前台进程暂停，再执行 命令可以将该进程置于后台运行。此后，执行 命令可以再次将该进程置于前台运行。*如果命令行以 符号结尾，该命令将置于后台运行。*ps命令显示进程状态时，TTY表示,TIME表示,CMD表示,S表示,PRI表示,NI表示。*ps命令显示进程的状态中，R表示,D表示,S表示,T表示,X表示,Z表示。*信号有 、 和 三种来源。*当信号送达一个进程时，该进程可以有如下三种选择： 、 和 。有些信号导致进程终止时，会产生一个 文件，用于分析进程崩溃的原因。* 和 是两个不能忽略的信号。*用户按和键可以分别向进程发送SIGINT和SIGQUIT信号。*用户按键可以向进程发送SIGSTP信号。80386可以工作在 、 和 三种模式下。EFLAG寄存器包括 和 两组标志。前者反映了指令执行后处理器的状态，后者控制处理器的行为。对于80386来说，程序员看到的地址空间称为 ，指令引用数据或代码的地址称为 。80386虚拟地址的偏移部分称为 ，其地址表达式为 。Linux的虚拟地址空间被分为两部分，分别是3G容量的和1G容量的。用户程序的指令位于 ，全局变量和静态局部变量位于 ，动态分配的存储单元位于 ，非静态局部变量位于 。栈帧就是当函数被调用时，编译器在栈中分配的空间，由 和 定界。gcc提供了和两个宏，用于帮助程序员向gcc声明一个分支语句中哪个分支执行的可能性更大。80386的存储管理机制的两个设计目标分别是 和 。80386提供分段机制和分页机制，对应地需要两个层次的地址转换机制。首先，二维的 通过分段机制转换为中间的一维的 ，再通过分页机制转换为一维的80386将线性地址空间划分为220个 ，物理地址空间也被划分为220个 ，页和页框的长度都是 字节。Intel的术语将80386的高特权级称为，而低特权级则称为。当前活动代码段的特权级称为 。为了定义一个段，需要为该段指定 、 和 三个参数。Linux中所有进程公用四个段，当进程运行在用户态时使用和。当进程运行在内核态时使用 和 。进程的地址空间分为和两个部分，前者占1G字节空间，后者占3G字节空间。一个进程的管理信息都存放在 中。用户程序通过 陷入内核，进入内核后执行的一系列指令称为 。内核栈的栈底由进程描述符的 域和 域指示在一个进程描述符中，group_leader域用于记录，tgid域用于记录，signal->pgrp域用于记录,signal->session域用于记录。当进程正在执行或在运行队列中等待执行时，它处于 状态；当进程正在睡眠，接收到信号时将被唤醒，它处于 状态；当进程正在睡眠，但接收到信号时不能被唤醒，它处于状态；当进程已经结束，其父进程还没有对其调用wait4()等系统调用，它处于状态；当进程接收到SIGSTOP,SIGTSTP,SIGTTIN,SIGTTOU信号时，它处于 状态。 宏将获得当前运行进程描述符的首地址。进程描述符的parent指针域指示该进程的 ，children域指示了子进程链表的，sibling域用于串联。执行一个程序需要分为两个步骤，第一步是通过 系统调用创建子进程，第二步是通过 系统调用刷新进程的地址空间。线程的两个突出的特点是 和 。主线程(线程组组长进程)通过pthread_create()函数创建子线程后，主线程的tgid取为，子线程的tgid取为。三、简答题*设当前目录是/home/tom/work，且work是一个空目录，按要求回答下列问题。(1)执行ls-l..命令在屏幕上显示出work目录的链接数应该是多少，简要分析原因。(2)命令cathello.c>hellol.c和命令cathello.cIless会产生怎样的运行结果，它们分别采用了bash提供的何种机制来改变输入输出的流向，指出这两种机制的区别。(3)当work目录设置了sticky标志时，哪些用户在拥有该目录的写权限的情况下能够删除或重命名其中的文件？*在新建一个文件时，系统如何决定该文件所属的用户，又是如何决定该文件所属的用户组？*按要求回答下列问题：(1)如果文件hello的权限字符串为rw-rw-r--，请解释该字符串的含义。(2)接上一问题，如果hello文件是一个可执行文件，要使所有用户都能够执行该文件而添加执行权限，需要执行的命令是什么？写出执行该命令后的权限字符串。(3)接上一问题，写出为hello文件增加set-uid标志的命令，以及该命令执行后的权限字符串。(4)如果当前登录用户的umask=022,那么一个新建文件和一个新建目录的默认权限分别是什么？请分析原因。(5)要使命令mvwork/hello.c〜命令能够顺利完成，执行该命令的用户需要具有哪些权限。*按要求回答下列问题：写出系统做权限检查的算法。(2)设hello.c是当前目录中的一个文件，其权限字符串为rw-rw-r--。该文件所属的用户是tom，所属的组是tom组。如果tom用户执行命令cat>>hello.c，请结合上面的算法指出tom所做的操作是否允许，并分析原因。(3)设hello.c是当前目录中的一个文件，其权限字符串为rw-rw-r--。该文件所属的用户是tom，所属的组是tom组。jerry用户的默认组是jerry组，他没有附加组。如果jerry用户执行命令cat>>hello.c，请结合上面的算法指出jerry所做的操作是否允许，并分析原因。*按要求回答下列问题：Linux系统启动过程中依次启动了哪些进程？init进程创建的进程依次执行了哪些程序，这些程序的作用是什么？当一个用户在某个虚拟终端登录后，用户会话的情况是怎样的？*按要求回答下列问题：SIGINT、SIGQUIT、SIGTERM和SIGKILL四个信号都会导致进程的终止，试比较它们的不同。如何暂停一个进程？如何取消该进程的暂停状态？后台进程是否可以读写终端设备？如果一个后台进程试图从终端读取数据会怎样？下面是一个用户的操作过程，tom[~/work]$sttytostoptom[~/work]$ps&⑵2823tom[~/work]$[2]+Stopped ps该用户运行的后台进程为何被暂停？请分析原因并给出两种解决方案。7.*用户执行ps命令获得的输出信息如下：PIDPPIDPGRPSESSTPGIDCOMMAND26812680268126812845bash26882681268826812845emacs28392681283926812845sleep28402681283926812845sleep28412681284126812845tst228422841284126812845sleep28432841284126812845sleep28452681284526812845ps按要求回答下列问题：(1)用户会话的会话元是哪个进程？(2)该会话有几个进程组？每个进程组包含了哪些进程？指出各个进程组的组长。(3)分析各进程之间的创建关系，并绘出相应的进程树。8.试比较Intel汇编语法与AT&T语法的不同。9.函数max()的源代码如下：intmax(inta,intb){intm;m=a>b?a:b;returnm;}假设max()函数被调用，请画出在该函数返回之前与其相关的栈以及寄存器的状态。(1)设a=3,b=4，分别给出max1(++a,++b)和max2(++a,++b)的结果。(2)指出max1()的缺点，并分析max2()是否可以克服这些缺点。针对下列C程序代码，按要求回答问题：#defineabs1(x)((x)<0?(-x):(x))#defineabs2(x)({\int—x=(x); \(__x<0)?-__x:__x;})(1)设a=-5,分别写出abs1(++a)和abs2(++a)的结果。(2)指出abs1()的缺点，并分析abs2()是否可以克服这些缺点。按要求回答下列问题：简述80386分段机制的地址转换过程。(2)内核代码段和内核数据段的描述符分别是：0x00cf9a000000ffff和0x00cf92000000ffff，描述符各个字段的取值如下表所示：段段基地址G段界限STypeDPLD/BP内核代码段0x000000001Qxfffff110011内核数据段0x000000001Qxfffff12011那么，这两