走进Linux内核 西安邮电学院 陈莉君

Linux是一匹自由而奔放的黑马 诞生于学生之手 成长于Internet 壮大于自由而开放的文化

Linux之父- Linus Torvalds 芬兰、赫尔辛基大学、1990 起始于写两个进程 然后写驱动程序、文件系统、任务切换程序，从而形成一个操作系统的邹形。 9

内核的入口－硬件平台 硬件基础－X86保护模式 硬件设计与操作系统之关系 20

硬件基础－X86保护模式 寻址方式的演变 硬件中的分段 硬件中的分页 参考书：保护模式下80386及其编程

操作系统设计的取舍 舍弃硬件提供的段机制 充分享用硬件提供的各种特权

Linux内核源代码 7

采用的语言 GNU 的C语言 http://www.faqs.org/docs/learnc/ AT&T的汇编 Linux Assemlby Programming: DOS vs. AT&T Syntax.

Linux操作系统的心脏－Kernel …… 模 块 硬件 文件系统 进程管理 进程间通信 内存管理 网络 内核 系统调用 应用软件 内核状态 用户状态 或 应用软件 ……

Linux内核体系结构

OS跳动的动力－中断 “ 中断－无处不在 时钟中断－整个操作系统活动的动力

父－子－孙共存的系统必然是一个并发的系统 内核的核心－进程 “ Fork（）——新进程呱呱落地 ， 但仅是父亲的一个克隆 Exec（）－新进程脱胎换骨，离家独立， 开始了独立工作的职业生涯 父－子－孙共存的系统必然是一个并发的系统

解开PCB的面纱 “ PCB——一个数据结构而已 struct task_struct { … ｝

进程调度－有条不紊的使者 “ schedule()函数 调度算法 调度时机 进程切换

虚拟内存管理-最复杂的机制 “ 地址映射机制 请页机制 内存分配和回收机制 交换机制 缓存和刷新机制

虚拟文件系统－抽象的体现 用户空间 用户程序 内核空间 系统调用对应的内核函数sys_read() 等 虚拟文件系统VFS   用户空间 内核空间 系统调用对应的内核函数sys_read() 等 支撑VFS的具体文件系统   用户程序 文件系统的系统调用接口，包括read()、write()、open()、close()等   虚拟文件系统VFS   Minix Ext2 … FAT … 设备文件

系统调用－内核的出口 POSIX API和系统调用 操作系统就是系统调用的集合 应用程序的可移植性

驱动程序－内核级程序开发的场所 驱动程序开发的一般步骤 字符设备与块设备 参考书：《Linux Device Driver》

模块－内核的插口 模块程序编写的一般步骤 注册模块和注销模块 参考书：《The Linux Module programming Guide》

如何组织学生阅读源代码 打基础 分模块 定期讨论 远期目标

为什么要阅读操作系统源代码 最基础 各种知识的综合应用 各种数据结构和算法的具体应用 培养读代码的基本功

嵌入式Linux的开发 Linux在中国

开源文件的蔓延 通过Internet Linux爱好者的参与 商业公司的加入 政府的支持

中文Linux网站 中国Linux论坛http://www.linuxforum.net http://www.linuxfans.org/nuke/index.php

开源项目 共创软件联盟的开发源码库http://cosoft.org.cn/ 丰富的源码库http://sourceforge.net/

政府支持如虎添翼 政府采购看准开放标准 政府软件采购招标中, Linux中标.

如火如荼的培训 Linux发布者 培训机构

Linux教学层次 Linux的使用 系统管理 应用程序的开发 内核级的开发

组织开源软件大赛 计算机学会 开源组织 出版行业

Linux应用现状 Linux主要应用于软件供应商、学术界及ASP、ISP公司，主要用于服务器平台，嵌入式系统,桌面环境欠缺。 开放源代码软件的使用符合国家和民族的利益，这样可以避免依赖某一个公司的产品。 软件产业正处于转型期，从PC时代靠销售软件产品的版权来赢利逐渐向Internet时代以软件服务为主。Linux是代表。

Linux应用现状 Linux在市场不断取得成功,IBM、Sun、Oracle、Intel、苹果等著名IT公司纷纷加入Linux的阵营 开放源码不断深入,微软受到挑战 开放源代码软件模式更有利于解决软件中存在的安全缺陷。

Linux发展方向 提供更多高性能的驱动程序，是Linux普及和广泛应用的关键。

我与Linux 著作 教材 译著 《Linxu操作系统原理与应用》清华大学出版社 《Linux操作系统内核分析》 内核2.0 －指定为中科院考博参考书 《深入分析Linux内核源代码》内核2.4 译著 《Understanding The Linunx Kernel》第一版（内核2.2）,第二版（内核2.4） 《Linunx Kernel Development》第一、二版（内核2.6） 教材 《Linxu操作系统原理与应用》清华大学出版社

“内核之旅”网站 http://www.kerneltravel.net 电子杂志 1.搭建Linux试验系统实例：学生通过亲手构建系统的过程，消除对Linux的恐惧感 2. 构建一个简易操作系统(一个可启功的操作系统) 3. 编写Shell解释程序 4.编写自己的系统调用 5.编写一个内存映射 6.编写一个内核共享链表同步访问的程序 7.实现一个文件系统 写自己的Shell解释器

提问 基本命令的学习 字符和图形界面程序的开发 Linux内核源码学习 内核级编程 Email:cljun@xiyou.edu.cn 基本命令的学习 字符和图形界面程序的开发 Linux内核源码学习 内核级编程