linux內核技術(最新整理)

1、一、教學目的smp、多核系統(tǒng)、高性能浮點處理器和新型總線等創(chuàng)新技術，帶動操作系統(tǒng)不斷發(fā)展。本課程使碩士生了解 linux 的基本原理和結構特征，提高應用現代操作系統(tǒng)的水平、能開發(fā)特定的內核功能、設備驅動程序和復雜應用軟件的能力。二、教學內容與要求1 掌握處理器在進程地址空間上的三種運行位置，了解內核編程不能使用 c 庫函數和 fpu，以及可能產生內存故障、核心棧溢出和四種內核競爭情形的原因。（2 學時）2 熟悉進程描述符的組織，進程上下文和進程狀態(tài)轉換，和fork，exec，wait，exit，clone，linux 線程和內核線程的實現原理和應用。了解 cow 和避免出現孤兒進程技術。（4

2、小時）3 介紹支持 smp 的 o(1)調度，用戶和內核搶占和進程上下文切換，了解優(yōu)先級復算，睡眠和喚醒機制，smp 的負載均衡。（4 小時）4 掌握在 x86 體系結構上系統(tǒng)調用的具體實現原理，接口參數傳遞，用戶地址空間和核心地址空間之間的數據傳輸，和增加新的系統(tǒng)功能的方法。（2 小時）5 熟悉在 x86 體系結構上 linux 中斷和異常的處理原理，中斷注冊、共享、控制， 和中斷上下文的意義，中斷和設備驅動程序的關系，以及設備驅動程序結構和用戶接口。（4 小時）6 中斷處理程序被分解為 tophalf 和 bottomhalf 的原因，介紹 linux 的softirq，tasklet，k

3、softirqd 和 work queue，分析進程與 top half，bottom half 的競爭情形和同步。（4 小時）7 掌握內核同步原理和方法：原子操作，自旋鎖，（讀寫）信號量，完成變量， bkl，seqlock 和延遲內核搶占。了解指令“路障”。（4 小時）8 介紹系統(tǒng)時鐘和硬件定時器，單處理器和多處理器上的 linux 計時體系結構，定時的時間插補原理，單處理器和多處理器上的時鐘中斷處理，動態(tài)定時器的數據結構和算法原理，定時器競爭情形，延遲函數。time，gettimeofday，adjtimex，setitimer，alarm 的實現原理和應用。（4 小時）9 熟悉進程地址空

4、間的區(qū)和頁，分配和釋放物理頁，物理地址與邏輯地址、虛地址之間的映射，slub 分配原理和方法，高端物理內存的映射。（4 小時）10 介紹 vfs 原理，超級塊，inode 結構和方法，dentry 結構和方法，file 結構和方法，以及進程打開文件表，linux 中的文件系統(tǒng)。（2 小時）11 講解塊設備緩沖，bio 結構，i/o 請求隊列，和有最終期限的塊 i/o 調度算法。（小時）12 熟悉進程地址空間的分區(qū)，mm_struct 結構，vm_area_struct 結構和操作，進程的頁表文件映射接口 mmap 原理和方法。（2 小時）13 熟悉頁 cache 和 radix_tree，緩沖

5、區(qū) cache，和 pdflush 內核線程原理。（2 小時）三、教學方式教學方式：課堂講授考試方式：堂上考試、考查都采用筆試。四、考核方式與成績評定開卷考試。期末成績占 100%。五、教材及主要參考書目1. linux kernel development. robert love. sams publishing.2. understanding the linux kernel. daniel p. bover，marco cesati. oreilly.3. linux device drivers. jonathan corbet，alessandro rubini，greg kro

6、ah hartman. oreilly.4. the design of the unix operating system（影?。? maurice j. bach，人民郵電出版社。5. the design and implementation of the operating system（第二版）（影印）. audreur s. tanenbaum 等，清華大學出版社。（大綱撰寫人：李 毅 ）“”“”at the end, xiao bian gives you a passage. minand once said, people who learn to learn are ver

7、y happy people. in every wonderful life, learning is an eternal theme. as a professional clerical and teaching position, i understand the importance of continuous learning, life is diligent, nothing can be gained, only continuous learning can achieve better self. only by constantly learning and mastering the latest relevant knowledge, can employees from all walks of life keep up with the pace of enterprise development and innovate to meet the needs of the market. this document is also