linux内核实验

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Linux内核实验报告

实验题目： 动态模块设计实验

实验目的：

Linux 模块是一些可以独立于内核单独编译的内核函数和数据类型集合,是可增删的

内核部分。模块在内核启动时装载称为静态装载,在内核已经运行时装载称为动态装载。

模块可以扩充内核所期望的任何功能,但通常用于实现设备驱动程序。

通过本实验，将学习到动态模块的设计过程，以及Proc文件系统的部分知

识。

硬件环境：

Pentium(R) Dual-Core CPU T4400 @ 2.20GHz

软件环境： Ubuntu12.04

gcc version 4.6.3 (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5) 内核版本：3.0.24

实验步骤：

1、 代码分析

模块初始化和模块卸载的函数都类同，同时读取proc文件的函数在本次实验中没有用到，所以着重描述写驱动函数。 实验A：

在这个proc函数中只是简单得输出jiffies的数值。

实验B：遍历父进程和所有进程，依然是在proc_read中，通过以下代码片段完成功能，注意在这里，我们是通过直接向系统分配的

实验教师个人信息查询

数据截止时间：2006-12-26 08:47:18

教师工资号00002420 00000582 00007761 00000599 00002446 00002421 00002458 00002422 00002178 00004247 00002444 00004326 00000583 00002432 00002219 00002390 00002043 00002145 00000740 00002126 00005406 00002027 00000598 00000881 00002104 00002217 00002229 00002218 00006281 00002102 00002125 00002216 00001890 00002214 00009521 00007785 00004704

考核年教师姓名2006杨凤芝2006尹光明2006李宁2006李宝和2006韩淑芬2006崔秀丽2006张建萍2006陶影2006张莲2006任晓光2006温新2006张平2006杨李色2006张红霞2006杨桦2006贺颖2006赵苏20

第一个内核模块实验

一： 预习要求：

（ 1 ） 做本实验之前，请复习相关内核模块知识。 （ 2 ） 请了解内核模块的编写、编译及安装与卸载方法。 （ 3 ） 请学习内核打印函数 printk() 的用法。 （ 4 ） 请复习 Makefile 文件的编写。 二：实验目的：

（ 1 ） 掌握内核模块的组成部分。

（ 2 ） 掌握内核模块的编译、安装与卸载方法。 （ 3 ） 学会查看内核模块的信息。 三：实验任务：

编写一个内核模块module，向外导出两个函数，分别是“求累积和”和“求阶乘”功能。编写另两个内核模块module1、module2，分别使用上面module模块中的函数，实现计算。注意路径清晰，分别在三个目录下编写。 四：实验原理及方法：

Linux 内核模块（ LKM ）是一些在启动的操作系统内核需要时可以载入内核执行的代码块，不需要时由操作系统卸载。它们扩展了操作系统内核功能却不需要重新编译内核、启动系统。如果没有内核模块，就不得不反复编译生成操作系统的内核镜像来加入新功能，当附加的功能很多时，还会使内核变得臃肿。 一个 Linux 内核模块主要由以下几个部分组成：

(1) 模块加载函数 ( 必须 ) ：当通过 insmod

第一个内核模块实验

一： 预习要求：

（ 1 ） 做本实验之前，请复习相关内核模块知识。 （ 2 ） 请了解内核模块的编写、编译及安装与卸载方法。 （ 3 ） 请学习内核打印函数 printk() 的用法。 （ 4 ） 请复习 Makefile 文件的编写。 二：实验目的：

（ 1 ） 掌握内核模块的组成部分。

（ 2 ） 掌握内核模块的编译、安装与卸载方法。 （ 3 ） 学会查看内核模块的信息。 三：实验任务：

编写一个内核模块module，向外导出两个函数，分别是“求累积和”和“求阶乘”功能。编写另两个内核模块module1、module2，分别使用上面module模块中的函数，实现计算。注意路径清晰，分别在三个目录下编写。 四：实验原理及方法：

Linux 内核模块（ LKM ）是一些在启动的操作系统内核需要时可以载入内核执行的代码块，不需要时由操作系统卸载。它们扩展了操作系统内核功能却不需要重新编译内核、启动系统。如果没有内核模块，就不得不反复编译生成操作系统的内核镜像来加入新功能，当附加的功能很多时，还会使内核变得臃肿。 一个 Linux 内核模块主要由以下几个部分组成：

(1) 模块加载函数 ( 必须 ) ：当通过 insmod

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《Linux内核分析》课程实验指导书

实验一、进程管理实验

【实验目的】

1、加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别 2、进一步认识并发执行的实质

3、分析进程争用资源的现象，学习理解进程互斥的方法 4、了解linux系统中进程通信的基本原理

【实验内容】

编写一段程序，实现软中断通信。

使用系统调用fork()创建两个子进程，再用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上发出的中断信号（即按Del键），当父进程接受到这两个软中断的其中某一个后，父进程用系统调用kill() 向两个子进程分别发送整数值为16和17软中断信号，子进程获得对应软中断信号，然后分别输出下列信息后终止：

Child process 1 is killed by parent !! Child process 2 is killed by parent !! 父进程调用wait()函数等待两个子进程终止后，输出以下信息，结束进程执行：Parent process is killed!!

多运行几次编写的程序，简略分析出现不同结果的原因。

【实验指导】

（1） 算法流程图（图1-1）

图1-1 软中断通信程序流程图 （2）参考程序源代码 #

微核试验

摘要：利用大蒜根尖细胞微核染色与计数技术测定不同浓度6价铬和1.2,4-三氯苯以及它们的不同浓度混合液对大蒜根尖分生区细胞微核率和细胞分裂各期的影响。以蒸馏水为对照组，设置的实验组为3组不同浓度的6价铬和三氯苯以及它们的混合液。用孚尔根染液法对不同试剂及各浓度的处理的根尖进行染色。在显微镜下观察各试剂各浓度处理下的微核率以及不同分裂期细胞的比例。 关键字：孚尔根染色法、微核、微核率、分裂期细胞

Abstract:Use of garlic root tip cell micronucleus dyeing and counting technology . Different concentrations of chromium 6 and 1,2, 4 - three hlorobenzene as well as their different concentration mixture to garlic root tip meristematic cells in the areas of micronucleus rate and the influence of each stage of cell division.

微核试验

摘要：利用大蒜根尖细胞微核染色与计数技术测定不同浓度6价铬和1.2,4-三氯苯以及它们的不同浓度混合液对大蒜根尖分生区细胞微核率和细胞分裂各期的影响。以蒸馏水为对照组，设置的实验组为3组不同浓度的6价铬和三氯苯以及它们的混合液。用孚尔根染液法对不同试剂及各浓度的处理的根尖进行染色。在显微镜下观察各试剂各浓度处理下的微核率以及不同分裂期细胞的比例。 关键字：孚尔根染色法、微核、微核率、分裂期细胞

Abstract:Use of garlic root tip cell micronucleus dyeing and counting technology . Different concentrations of chromium 6 and 1,2, 4 - three hlorobenzene as well as their different concentration mixture to garlic root tip meristematic cells in the areas of micronucleus rate and the influence of each stage of cell division.

Linux 内核解析

I Bootstrap

1 汇编代码分析

2 start_kernel函数

3 准备进入用户态 3.1 Initrd初始化

3.1.0 准备知识

在讲述如何释放initrd到rootfs之前，有比较讲述一下什么是rootfs，rootfs的初始化相关的函数；以及rootfs的初始化函数是如何被调用的。

这里所说的rootfs指的是VFS的根节点/，以及在内存中创建的根目录/下的文件和目录节点，这个文件系统仅仅存在于内存之中，由内核初始化的时候负责创建，该文件系统不会存储到其它非易失性介质上。该rootfs文件系统mnt_init函数调用init_rootfs和init_mount_tree两个函数来负责创建和初始化： void __init mnt_init(void) { ...... //这个函数很简单，就是注册了rootfs 的文件系统。 init_rootfs(); //在这里，将rootfs 文件系统挂载，它的挂载点默认为”/”。 //最后切换进程的根目录和当前目录为”/”，这也就是根目录的由来。 //不过这里只是初始化，等挂载完具体的文件系统之后， //一般都会将根目录切换到具体的文件系统，所以在系统

本章将为大家介绍内核中存在的各种任务调度机理以及它们之间的逻辑关系（这里将覆盖进程调度、推后执行、中断等概念、），在此基础上向大家解释内核中需要同步保护的根本原因和保护方法。最后提供一个内核共享链表同步访问的例子，帮助大家理解内核编程中的同步问题。

内核任务调度与同步关系引言

对于从事应用程序开发的朋友来说，用户空间的任务调度与同步之间的关系相对简单，无需过多考虑需要同步的原因。这一是因为在用户空间中各个进程都拥有独立的运行空间，进程内部的数据对外不可见，所以在各个进程即使并发执行也不会产生对数据访问的竞争。第二是因为用户空间与内核空间独立，所以用户进程不会与内核任务交错执行，因此用户进程不存在与内核任务并发的可能。以上两个原因使得用户同步仅仅需要在进程间通讯和多线程编程时需要考虑。

但是在内核空间中情况要复杂的多，需要考虑同步的原因大大增加了。这是因为内核空间中的共享数据对内核中的所有任务可见，所以当在内核中访问数据时，就必须考虑是否会有其他内核任务并发访问的可能、是否会产生竞争条件、是否需要对数据同步。而内核并发的“罪魁祸首”便是内核中复杂多变的任务调度——这里的任务调度包含所有可能引起内核任务更换的情况。

并发，竞争和同步的概念