读写信号量
信号量根据用途不同，可以区分读和写两种操作方式。
为提高信号量的效率引入rwsem，此锁使用的机会比较少，适用于读频繁的情况。
头文件
void init_rwsem(struct rw_semaphore* sem);
对于只读访问，使用如下PV：
void down_read(struct rw_semaphore* sem);
int down_read_trylock(struct rw_semaphore* sem);
//成功返回非零，其他返回零（特殊）
void up_read(struct rw_semaphore* sem);
对于写入分别是：down_write, down_write_trylock, up_write
rwsem允许一个写入者或无限个读者拥有该信号量。
在2.6.21内核rwsem的实现中，所有读者和写者排队处理，处理完写者前面的所有读者后才处理到写者。
在rwsem-spinlock.c中down_read实现如下：
/*
* get a read lock on the semaphore
*/
void fastcall __sched __down_read(struct rw_semaphore *sem)
{
struct rwsem_waiter waiter;
struct task_struct *tsk;
spin_lock_irq(&sem->wait_lock);
// 没有写者的情况下直接获取读者锁
if (sem->activity >= 0 && list_empty(&sem->wait_list)) {
/* granted */
sem->activity++;
spin_unlock_irq(&sem->wait_lock);
goto out;
}
// 否则有写者的情况下，加入到排队队列中
tsk = current;
set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);// 进程不可中断
/* set up my own style of waitqueue */
waiter.task = tsk;
waiter.flags = RWSEM_WAITING_FOR_READ;
get_task_struct(tsk);
list_add_tail(&waiter.list, &sem->wait_list);// 加入到排队队列中
/* we don't need to touch the semaphore struct anymore */
spin_unlock_irq(&sem->wait_lock);
/* wait to be given the lock */
for (;;) {
// task有效的时候，继续调度，在up中会被设置成NULL，进而去调度
if (!waiter.task)
break;
schedule();
set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
}
tsk->state = TASK_RUNNING;
out:
;
}
/*
* release a read lock on the semaphore
*/
void fastcall __up_read(struct rw_semaphore *sem)
{
unsigned long flags;
spin_lock_irqsave(&sem->wait_lock, flags);
// 释放读者锁的时候，若wait_list不为空的时候，证明等待队列中存在写者锁请求if (--sem->activity == 0 && !list_empty(&sem->wait_list))
sem = __rwsem_wake_one_writer(sem);// 此函数下面分析spin_unlock_irqrestore(&sem->wait_lock, flags);
}
down_write函数会直接调用以下函数
/* get a write lock on the semaphore
* - we increment the waiting count anyway to indicate an exclusive lock
*/
void fastcall __sched __down_write_nested(struct rw_semaphore *sem, int subclass)
{
struct rwsem_waiter waiter;
struct task_struct *tsk;
spin_lock_irq(&sem->wait_lock);
// activity == 0且队列中没有等待时，此时没有读者和写者，直接获取写者锁。
if (sem->activity == 0 && list_empty(&sem->wait_list)) {
/* granted */
sem->activity = -1;
spin_unlock_irq(&sem->wait_lock);
goto out;
}
// 否则去排队
tsk = current;
set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
/* set up my own style of waitqueue */
waiter.task = tsk;
waiter.flags = RWSEM_WAITING_FOR_WRITE;
get_task_struct(tsk);
list_add_tail(&waiter.list, &sem->wait_list);
/* we don't need to touch the semaphore struct anymore */
spin_unlock_irq(&sem->wait_lock);
/* wait to be given the lock */
for (;;) {
if (!waiter.task)
break;
schedule();
set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
}
tsk->state = TASK_RUNNING;
out:
;
}
down_write函数会被__rwsem_wake_one_writer唤醒。
/*
* wake a single writer
*/
static inline struct rw_semaphore *
__rwsem_wake_one_writer(struct rw_semaphore *sem)
{
struct rwsem_waiter *waiter;
struct task_struct *tsk;
sem->activity = -1; // 表示当前没有写者锁
waiter = list_entry(sem->wait_list.next, struct rwsem_waiter, list); list_del(&waiter->list);
// 设置waiter->task为NULL，并唤醒进程
tsk = waiter->task;
smp_mb();
waiter->task = NULL;
wake_up_process(tsk);
put_task_struct(tsk);
return sem;
}
Up_write函数如下：
/*
* release a write lock on the semaphore
*/
void fastcall __up_write(struct rw_semaphore *sem)
{
unsigned long flags;
spin_lock_irqsave(&sem->wait_lock, flags);
sem->activity = 0; // 没有读者和写者
// 如果队列不为空，则唤醒，第二个参数1的意思是所有的读者和写者
if (!list_empty(&sem->wait_list))
sem = __rwsem_do_wake(sem, 1);
spin_unlock_irqrestore(&sem->wait_lock, flags);
}
/* handle the lock release when processes blocked on it that can now run
* - if we come here, then:
* - the 'active count' _reached_ zero
* - the 'waiting count' is non-zero
* - the spinlock must be held by the caller
* - woken process blocks are discarded from the list after having task zeroed * - writers are only woken if wakewrite is non-zero */
static inline struct rw_semaphore * __rwsem_do_wake(struct rw_semaphore *sem, int wakewrite)
{
struct rwsem_waiter *waiter;
struct task_struct *tsk;
int woken;
waiter = list_entry(sem->wait_list.next, struct rwsem_waiter, list);
// 若wakewrite为0则只唤醒读者，为1时唤醒所有写者和读者
if (!wakewrite) {
if (waiter->flags & RWSEM_WAITING_FOR_WRITE)
goto out;
goto dont_wake_writers;
}
// 唤醒写者，list的第一个元素
if (waiter->flags & RWSEM_WAITING_FOR_WRITE) {
sem->activity = -1;
list_del(&waiter->list);
tsk = waiter->task;
/* Don't touch waiter after ->task has been NULLed */
smp_mb();
waiter->task = NULL;
wake_up_process(tsk);
put_task_struct(tsk);
goto out;
}
// 唤醒所有的读者，activity值直接加到位
/* grant an infinite number of read locks to the front of the queue */
dont_wake_writers:
woken = 0;
while (waiter->flags & RWSEM_WAITING_FOR_READ) { struct list_head *next = waiter->list.next;
list_del(&waiter->list);
tsk = waiter->task;
smp_mb();
waiter->task = NULL;
wake_up_process(tsk);
put_task_struct(tsk);
woken++;
if (list_empty(&sem->wait_list))
break;
waiter = list_entry(next, struct rwsem_waiter, list);
}
sem->activity += woken; // activity值直接加到位
out:
return sem;
}
Linux内核崩溃原因分析及错误跟踪技术 随着嵌入式Linux系统的广泛应用，对系统的可靠性提出了更高的要求，尤其是涉及到生命财产等重要领域，要求系统达到安全完整性等级3级以上[1]，故障率（每小时出现危险故障的可能性）为10-7以下，相当于系统的平均故障间隔时间（MTBF）至少要达到1141年以上，因此提高系统可靠性已成为一项艰巨的任务。对某公司在工业领域14 878个控制器系统的应用调查表明，从2004年初到2007年9月底，随着硬软件的不断改进，根据错误报告统计的故障率已降低到2004年的五分之一以下，但查找错误的时间却增加到原来的3倍以上。 这种解决问题所需时间呈上升的趋势固然有软件问题，但缺乏必要的手段以辅助解决问题才是主要的原因。通过对故障的统计跟踪发现，难以解决的软件错误和从发现到解决耗时较长的软件错误都集中在操作系统的核心部分，这其中又有很大比例集中在驱动程序部分[2]。因此，错误跟踪技术被看成是提高系统安全完整性等级的一个重要措施[1]，大多数现代操作系统均为发展提供了操作系统内核“崩溃转储”机制，即在软件系统宕机时，将内存内容保存到磁盘[3]，或者通过网络发送到故障服务器[3]，或者直接启动内核调试器[4]等，以供事后分析改进。 基于Linux操作系统内核的崩溃转储机制近年来有以下几种： (1) LKCD（Linux Kernel Crash Dump）机制[3]; (2) KDUMP（Linux Kernel Dump）机制[4]； (3) KDB机制[5]； (4) KGDB机制[6]。 综合上述几种机制可以发现,这四种机制之间有以下三个共同点： (1) 适用于为运算资源丰富、存储空间充足的应用场合； (2) 发生系统崩溃后恢复时间无严格要求； (3) 主要针对较通用的硬件平台，如X86平台。 在嵌入式应用场合想要直接使用上列机制中的某一种，却遇到以下三个难点无法解决： (1) 存储空间不足 嵌入式系统一般采用Flash作为存储器，而Flash容量有限，且可能远远小于嵌入式系统中的内存容量。因此将全部内存内容保存到Flash不可行。
探究linux内核,超详细解析子系统 Perface 前面已经写过一篇《嵌入式linux内核的五个子系统》，概括性比较强，也比较简略，现在对其进行补充说明。 仅留此笔记，待日后查看及补充！Linux内核的子系统 内核是操作系统的核心。Linux内核提供很多基本功能，如虚拟内存、多任务、共享库、需求加载、共享写时拷贝（Copy-On-Write）以及网络功能等。增加各种不同功能导致内核代码不断增加。 Linux内核把不同功能分成不同的子系统的方法，通过一种整体的结构把各种功能集合在一起，提高了工作效率。同时还提供动态加载模块的方式，为动态修改内核功能提供了灵活性。系统调用接口用户程序通过软件中断后，调用系统内核提供的功能，这个在用户空间和内核提供的服务之间的接口称为系统调用。系统调用是Linux内核提供的，用户空间无法直接使用系统调用。在用户进程使用系统调用必须跨越应用程序和内核的界限。Linux内核向用户提供了统一的系统调用接口，但是在不同处理器上系统调用的方法
各不相同。Linux内核提供了大量的系统调用，现在从系统 调用的基本原理出发探究Linux系统调用的方法。这是在一个用户进程中通过GNU C库进行的系统调用示意图，系 统调用通过同一个入口点传入内核。以i386体系结构为例，约定使用EAX寄存器标记系统调用。 当加载了系统C库调用的索引和参数时，就会调用0x80软件中断，它将执行system_call函数，这个函数按照EAX 寄存器内容的标示处理所有的系统调用。经过几个单元测试，会使用EAX寄存器的内容的索引查system_call_table表得到系统调用的入口，然后执行系统调用。从系统调用返回后，最终执行system_exit，并调用resume_userspace函数返回用户空间。 linux内核系统调用的核心是系统多路分解表。最终通过EAX寄存器的系统调用标识和索引值从对应的系统调用表 中查出对应系统调用的入口地址，然后执行系统调用。 linux系统调用并不单层的调用关系，有的系统调用会由
实验四 Linux进程互斥 一、实验目的 熟悉Linux下信号量机制，能够使用信号量实现在并发进程间的互斥和同步。 二、实验题目 使用共享存储区机制，使多个并发进程分别模拟生产者－消费者模式同步关系、临界资源的互斥访问关系，使用信号量机制实现相应的同步和互斥。 三、背景材料 （一）需要用到的系统调用 实验可能需要用到的主要系统调用和库函数在下面列出，详细的使用方法说明通过“man 2 系统调用名”或者“man 3 函数名”命令获取。 fork() 创建一个子进程，通过返回值区分是在父进程还是子进程中执行； wait() 等待子进程执行完成； shmget() 建立一个共享存储区； shmctl() 操纵一个共享存储区； s hmat() 把一个共享存储区附接到进程内存空间； shmdt() 把一个已经附接的共享存储区从进程内存空间断开； semget() 建立一个信号量集； semctl() 操纵一个信号量集，包括赋初值； semop() 对信号量集进行wait和signal操作； signal() 设置对信号的处理方式或处理过程。 （二）模拟生产者－消费者的示例程序 本示例主要体现进程间的直接制约关系，由于使用共享存储区，也存在间接制约关系。进程分为服务进程和客户进程，服务进程只有一个，作为消费者，在每次客户进程改变共享存储区内容时显示其数值。各客户进程作为生产者，如果共享存储区内容已经显示（被消费），可以接收用户从键盘输入的整数，放在共享存储区。 编译后执行，第一个进程实例将作为服务进程，提示： ACT CONSUMER!!! To end, try Ctrl+C or use kill. 服务进程一直循环执行，直到用户按Ctrl+C终止执行，或使用kill命令杀死服务进程。 其他进程实例作为客户进程，提示： Act as producer. To end, input 0 when prompted. 客户进程一直循环执行，直到用户输入0。 示例程序代码如下： #include
本文档的Copyleft归wwwlkk所有，使用GPL发布，可以自由拷贝、转载，转载时请保持文档的完整性，严禁用于任何商业用途。 E-mail: wwwlkk@https://www.doczj.com/doc/b911042725.html, 来源: https://www.doczj.com/doc/b911042725.html,/?business&aid=6&un=wwwlkk#7 linux2.6.35内核IMQ源码实现分析 （1）数据包截留并重新注入协议栈技术 (1) （2）及时处理数据包技术 (2) （3）IMQ设备数据包重新注入协议栈流程 (4) （4）IMQ截留数据包流程 (4) （5）IMQ在软中断中及时将数据包重新注入协议栈 (7) （6）结束语 (9) 前言：IMQ用于入口流量整形和全局的流量控制，IMQ的配置是很简单的，但很少人分析过IMQ的内核实现，网络上也没有IMQ的源码分析文档，为了搞清楚IMQ的性能，稳定性，以及借鉴IMQ的技术，本文分析了IMQ的内核实现机制。 首先揭示IMQ的核心技术： 1.如何从协议栈中截留数据包，并能把数据包重新注入协议栈。 2.如何做到及时的将数据包重新注入协议栈。 实际上linux的标准内核已经解决了以上2个技术难点，第1个技术可以在NF_QUEUE机制中看到，第二个技术可以在发包软中断中看到。下面先介绍这2个技术。 （1）数据包截留并重新注入协议栈技术
（2）及时处理数据包技术 QoS有个技术难点：将数据包入队，然后发送队列中合适的数据包，那么如何做到队列中的数
激活状态的队列是否能保证队列中的数据包被及时的发送吗？接下来看一下，激活状态的队列的 证了数据包会被及时的发送。 这是linux内核发送软中断的机制，IMQ就是利用了这个机制，不同点在于：正常的发送队列是将数据包发送给网卡驱动，而IMQ队列是将数据包发送给okfn函数。
Linux 期末考试试题(一) 一、选择题 (每小题2分，共50分) 1.在创建Linux分区时，一定要创建（D ）两个分区 A. FAT/NTFS B. FAT/SWAP C. NTFS/SWAP D.SW AP/根分区 2.在Red Hat Linux 9中，系统默认的（A）用户对整个系统拥有完全的控制权。 A. root B. guest C. administrator D.supervistor. 3. 当登录Linux时，一个具有唯一进程ID号的shell将被调用，这个ID是什么( B ) A. NID B. PID C. UID D. CID 4. 下面哪个命令是用来定义shell的全局变量( D ) A. exportfs B. alias C. exports D. export 5. 哪个目录存放用户密码信息( B ) A. /boot B. /etc C. /var D. /dev 6. 默认情况下管理员创建了一个用户，就会在( B )目录下创建一个用户主目录。 A. /usr B. /home C. /root D. /etc 7. . 当使用mount进行设备或者文件系统挂载的时候，需要用到的设备名称位于( D )目录。 A. /home B. /bin C. /etc D. /dev 8. 如果要列出一个目录下的所有文件需要使用命令行( C )。 A. ls –l B. ls C. ls –a(所有) D. ls –d 9. 哪个命令可以将普通用户转换成超级用户(D ) A. super B. passwd C. tar D. su 10. 除非特别指定，cp假定要拷贝的文件在下面哪个目录下( D ) A. 用户目录 B. home目录 C. root目录 D. 当前目录 11. 在vi编辑器里，命令"dd"用来删除当前的( A ) A. 行 B. 变量 C. 字 D. 字符 12. 当运行在多用户模式下时，用Ctrl+ALT+F*可以切换多少虚拟用户终端( B ) A. 3 B. 6 C. 1 D. 12 13. Linux启动的第一个进程init启动的第一个脚本程序是( B )。 A./etc/rc.d/init.d B./etc/rc.d/rc.sysinit C./etc/rc.d/rc5.d D./etc/rc.d/rc3.d 14. 按下(A )键能终止当前运行的命令 A. Ctrl-C B. Ctrl-F C. Ctrl-B D. Ctrl-D 15. 下面哪个命令用来启动X Window ( C ) A. runx B. Startx C. startX D. xwin 16. 用来分离目录名和文件名的字符是( B ) A. dash (-) B. slash (/) C. period (.) D. asterisk（*） 17. 用"rm -i",系统会提示什么来让你确认( B ) A. 命令行的每个选项 B. 是否真的删除 C. 是否有写的权限 D. 文件的位置 18. 以下哪个命令可以终止一个用户的所有进程( D ) A. skillall B. skill C. kill D. killall 19.在Red Hat Linux 9中，一般用（D ）命令来查看网络接口的状态 A. ping B. ipconfig C. winipcfg D ifconfig 20. vi中哪条命令是不保存强制退出( C )（第五章） A. :wq B. :wq! C. :q! D. :quit 21.局域网的网络设备通常有（ABCDE）
Linux内核结构详解教程 ─────Linux内核教程 linux内核就像人的心脏，灵魂，指挥中心。 内核是一个操作系统的核心,它负责管理系统的进程，内存，设备驱动程序，文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。内核以独占的方式执行最底层任务，保证系统正常运行。协调多个并发进程，管理进程使用的内存，使它们相互之间不产生冲突,满足进程访问磁盘的请求等等. 严格说Linux并不能称做一个完整的操作系统.我们安装时通常所说的Linux,是有很多集合组成的.应称为GNU/Linux. 一个Linux内核很少1.2M左右,一张软盘就能放下. 内容基础，语言简短简洁 红联Linux论坛是致力于Linux技术讨论的站点，目前网站收录的文章及教程基本能满足不同水平的朋友学习。 红联Linux门户： https://www.doczj.com/doc/b911042725.html, 红联Linux论坛： https://www.doczj.com/doc/b911042725.html,/bbs 红联Linux 论坛大全，所有致力点都体现在这 https://www.doczj.com/doc/b911042725.html,/bbs/rf/linux/07.htm
目录 Linux内核结构详解 Linux内核主要五个子系统详解 各个子系统之间的依赖关系 系统数据结构 Linux的具体结构 Linux内核源代码 Linux 内核源代码的结构 从何处开始阅读源代码 海量Linux技术文章
Linux内核结构详解 发布时间:2006-11-16 19:05:29 Linux内核主要由五个子系统组成：进程调度，内存管理，虚拟文件系统，网络接口，进程间通信。
Linux内核主要五个子系统详解 发布时间:2006-11-16 19:05:54 1.进程调度（SCHED）:控制进程对CPU的访问。当需要选择下一个进程运行时，由调度程序选择最值得运行的进程。可运行进程实际上是仅等待CPU资源的进程，如果某个进程在等待其它资源，则该进程是不可运行进程。Linux使用了比较简单的基于优先级的进程调度算法选择新的进程。 2.内存管理（MM）允许多个进程安全的共享主内存区域。Linux的内存管理支持虚拟内存，即在计算机中运行的程序，其代码，数据，堆栈的总量可以超过实际内存的大小，操作系统只是把当前使用的程序块保留在内存中，其余的程序块则保留在磁盘中。必要时，操作系统负责在磁盘和内存间交换程序块。内存管理从逻辑上分为硬件无关部分和硬件有关部分。硬件无关部分提供了进程的映射和逻辑内存的对换；硬件相关的部分为内存管理硬件提供了虚拟接口。 3.虚拟文件系统（VirtualFileSystem,VFS）隐藏了各种硬件的具体细节，为所有的设备提供了统一的接口，VFS提供了多达数十种不同的文件系统。虚拟文件系统可以分为逻辑文件系统和设备驱动程序。逻辑文件系统指Linux所支持的文件系统，如ext2,fat等，设备驱动程序指为每一种硬件控制器所编写的设备驱动程序模块。 4.网络接口（NET）提供了对各种网络标准的存取和各种网络硬件的支持。网络接口可分为网络协议和网络驱动程序。网络协议部分负责实现每一种可能的网络传输协议。网络设备驱动程序负责与硬件设备通讯，每一种可能的硬件设备都有相应的设备驱动程序。 5.进程间通讯(IPC) 支持进程间各种通信机制。 处于中心位置的进程调度，所有其它的子系统都依赖它，因为每个子系统都需要挂起或恢复进程。一般情况下，当一个进程等待硬件操作完成时，它被挂起；当操作真正完成时，进程被恢复执行。例如，当一个进程通过网络发送一条消息时，网络接口需要挂起发送进程，直到硬件成功地完成消息的发送，当消息被成功的发送出去以后，网络接口给进程返回一个代码，表示操作的成功或失败。其他子系统以相似的理由依赖于进程调度。
系统软件与软件工程本栏目责任编辑：谢媛媛Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第6卷第12期(2010年4月)基于Linux 的信号量通信机制研究与实现 袁玉锦，周群 （邯郸学院网络中心，河北邯郸056005） 摘要：该文以信号量通信理论为基础，通过对Linux 信号量相关系统调用的分析，着重讨论了内核级和用户级的信号量通信、同一进程内线程之间的通信、多用户的进程间的通信等问题，并采用ANSI C 编写了信号量通信的具体实例。 关键词：信号量；Linux ；多进程通信；线程通信 中图分类号：TP316文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2010)12-3279-03 1信号量通信理论 操作系统原理中利用信号量来解决多进程互斥访问临界资源的问题，还可来描述多进程之间的前趋关系，即同步问题。 信号量的概念由荷兰学者E.W.Dijkstra 于1965年提出。信号量实际是一个整数，进程(也可以是线程)在信号量上的操作分2种，一种称为P 操作，另一种称为V 操作。P 操作是让信号量的值减1，V 操作是让信号量的值加1。在进行实际的操作之前，进程首先检查信号量的当前值，如果当前值大于0，则可以执行P 操作，否则进程休眠，等待其他进程在该信号量上的V 操作，因为其他进程的V 操作将让信号量的值增加，从而它的P 操作可以成功完成。某信号量在经过某个进程的成功操作之后，其他休眠在该信号量上的进程就有可能成功完成自己的操作，这时系统负责检查休眠进程是否可以完成自己的操作。 在操作系统中，信号量最简单的形式也是最初被提出时定义的形式是一个整数，多个进程可检查并设置信号量的值。这种检查并设置(Test-and-Set)操作是不可中断的，也称为“原子”操作。检查并设置操作的结果是信号量的当前值和设置值相加的结果，该设置值可以是正值，也可以是负值。根据检查并设置操作的结果，进行操作的进程可能会进入休眠状态，而当其他进程完成自己的检查并设置操作后，由系统检查前一个休眠进程是否可以在新信号量值的条件下完成相应的检查并设置操作。这样，通过信号量，就可以协调多个进程的操作，实现多进程之间通信。 操作系统原理中通常把信号、信号量通信称为低级通信，而把管道、消息队列、共享存储区通信称为高级通信。信号量分为有名、无名两种，进程间通信用有名信号量，同一进程内部通信一般用无名信号量。 2Linux 中的信号量 从意义和实现机理上，Unix System V 或Linux 的信号量与以上所述的常规信号量没有什么区别，但System V 提供的信号量机制要复杂得多，并且分为两种不同系统调用类型：一种是用内核级的信号量，有关系统调用在/usr/include/semaphore.h 中包含，一般可用于内核级的进程通信和内核级的线程通信；另一种是用户级信号量，有关系统调用在/usr/include/sys/sem.h 中包含，一般可用于多用户进程之间通信。 2.1内核级的信号量相关系统调用 int sem_init (sem_t *sem ,int pshared ,unsigned int value) 作用:为单个信号量设置初值，第一参数*sem 为指定的信号量对象;第二参数pshared 为共享标志，如值为0表示私有信号量，非0表示可以与其他进程共享的信号量;第三参数value 为要为信号量设置的初值。 相关数据结构如下: struct{struct{long int status ; int spin_lock ;}sem_lock ; int sem_value ; pthread_descr sem_waiting ; }sem_t int sem_wait (sem_t *sem); 作用：对指定的信号量进行P 操作。 Int sem_post (sem_t *sem); 作用：对指定的信号量进行V 操作。 总结：以上是内核级信号量通信常用到的三个系统调用，使用方式较为简单，但主要适用于内核级多线程之间通信，后面将给出多线程通信的具体实例。 收稿日期：2010-02-21 作者简介：袁玉锦（1980-），女，河北曲周人，邯郸学院网络中心，助教，学士，研究方向为计算机网络；周群（1981-），女，河北武安 人，助教，学士，主要研究方向为计算机网络。 ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.6,No.12,April 2010,pp.3279-3281E-mail:xsjl@https://www.doczj.com/doc/b911042725.html, https://www.doczj.com/doc/b911042725.html, Tel:+86-551-569096356909643279
linux内核启动+Android系统启动过程详解 第一部分：汇编部分 Linux启动之 linux-rk3288-tchip/kernel/arch/arm/boot/compressed/ head.S分析这段代码是linux boot后执行的第一个程序，完成的主要工作是解压内核，然后跳转到相关执行地址。这部分代码在做驱动开发时不需要改动，但分析其执行流程对是理解android的第一步 开头有一段宏定义这是gnu arm汇编的宏定义。关于GUN 的汇编和其他编译器，在指令语法上有很大差别，具体可查询相关GUN汇编语法了解 另外此段代码必须不能包括重定位部分。因为这时一开始必须要立即运行的。所谓重定位，比如当编译时某个文件用到外部符号是用动态链接库的方式，那么该文件生成的目标文件将包含重定位信息，在加载时需要重定位该符号，否则执行时将因找不到地址而出错 #ifdef DEBUG//开始是调试用，主要是一些打印输出函数，不用关心 #if defined(CONFIG_DEBUG_ICEDCC)
……具体代码略 #endif 宏定义结束之后定义了一个段， .section ".start", #alloc, #execinstr 这个段的段名是 .start，#alloc表示Section contains allocated data, #execinstr表示Section contains executable instructions. 生成最终映像时，这段代码会放在最开头 .align start: .type start,#function /*.type指定start这个符号是函数类型*/ .rept 8 mov r0, r0 //将此命令重复8次，相当于nop，这里是为中断向量保存空间 .endr b 1f .word 0x016f2818 @ Magic numbers to help the loader
一、选择题 1.在创建Linux分区时，一定要创建（D ）两个分区 A. FAT/NTFS B. FAT/SWAP C. NTFS/SWAP D.SW AP/根分区 2.在Red Hat Linux中，系统默认的（A）用户对整个系统拥有完全的控制权。 A. root B. guest C. administrator D.supervistor. 3. 当登录Linux时，一个具有唯一进程ID号的shell将被调用，这个ID是什么( B ) A. NID B. PID C. UID D. CID 4. 下面哪个命令是用来定义shell的全局变量( D ) A. exportfs B. alias C. exports D. export 5. 哪个目录存放用户密码信息( B ) A. /boot B. /etc C. /var D. /dev 6. 默认情况下管理员创建了一个用户，就会在( B )目录下创建一个用户主目录。 A. /usr B. /home C. /root D. /etc 7. . 当使用mount进行设备或者文件系统挂载的时候，需要用到的设备名称位于( D )目录。 A. /home B. /bin C. /etc D. /dev 8. 如果要列出一个目录下的所有文件需要使用命令行( C )。 A. ls –l B. ls C. ls –a(所有) D. ls –d 9. 哪个命令可以将普通用户转换成超级用户(D ) A. super B. passwd C. tar D. su 10. 除非特别指定，cp假定要拷贝的文件在下面哪个目录下( D ) A. 用户目录 B. home目录 C. root目录 D. 当前目录 11. 在vi编辑器里，命令"dd"用来删除当前的( A ) A. 行 B. 变量 C. 字 D. 字符 12. 当运行在多用户模式下时，用Ctrl+ALT+F*可以切换多少虚拟用户终端( B ) A. 3 B. 6 C. 1 D. 12 13. Linux启动的第一个进程init启动的第一个脚本程序是( B )。 A./etc/rc.d/init.d B./etc/rc.d/rc.sysinit C./etc/rc.d/rc5.d D./etc/rc.d/rc3.d 14. 按下(A )键能终止当前运行的命令 A. Ctrl-C B. Ctrl-F C. Ctrl-B D. Ctrl-D 15. 下面哪个命令用来启动X Window ( C ) A. runx B. Startx C. startX D. xwin 16. 用来分离目录名和文件名的字符是( B ) A. dash (-) B. slash (/) C. period (.) D. asterisk（*） 17. 用"rm -i",系统会提示什么来让你确认( B ) A. 命令行的每个选项 B. 是否真的删除 C. 是否有写的权限 D. 文件的位置 18. 以下哪个命令可以终止一个用户的所有进程( D ) A. skillall B. skill C. kill D. killall 19.在Red Hat Linux 9中，一般用（D ）命令来查看网络接口的状态 A. ping B. ipconfig C. winipcfg D ifconfig 20. vi中哪条命令是不保存强制退出( C )（第五章） A. :wq B. :wq! C. :q! D. :quit 21.局域网的网络设备通常有（ABCDE）
看完了路由表，重新回到netif_receive_skb ()函数，在提交给上层协议处理前，会执行下面一句，这就是网桥的相关操作，也是这篇要讲解的容。 view plaincopy to clipboardprint? 1. s kb = handle_bridge(skb, &pt_prev, &ret, orig_dev); 网桥可以简单理解为交换机，以下图为例，一台linux机器可以看作网桥和路由的结合，网桥将物理上的两个局域网LAN1、LAN2当作一个局域网处理，路由连接了两个子网1.0和2.0。从eth0和eth1网卡收到的报文在Bridge模块中会被处理成是由Bridge收到的，因此Bridge也相当于一个虚拟网卡。 STP五种状态 DISABLED BLOCKING LISTENING LEARNING FORWARDING 创建新的网桥br_add_bridge [net\bridge\br_if.c] 当使用SIOCBRADDBR调用ioctl时，会创建新的网桥br_add_bridge。 首先是创建新的网桥： view plaincopy to clipboardprint?
1. d ev = new_bridge_dev(net, name); 然后设置dev->dev.type为br_type，而br_type是个全局变量，只初始化了一个名字变量 view plaincopy to clipboardprint? 1. S ET_NETDEV_DEVTYPE(dev, &br_type); 2. s tatic struct device_type br_type = { 3. .name = "bridge", 4. }; 然后注册新创建的设备dev，网桥就相当一个虚拟网卡设备，注册过的设备用ifconfig 就可查看到： view plaincopy to clipboardprint? 1. r et = register_netdevice(dev); 最后在sysfs文件系统中也创建相应项，便于查看和管理： view plaincopy to clipboardprint? 1. r et = br_sysfs_addbr(dev); 将端口加入网桥br_add_if() [net\bridge\br_if.c] 当使用SIOCBRADDIF调用ioctl时，会向网卡加入新的端口br_add_if。 创建新的net_bridge_port p，会从br->port_list中分配一个未用的port_no，p->br会指向br，p->state设为BR_STATE_DISABLED。这里的p实际代表的就是网卡设备。 view plaincopy to clipboardprint? 1. p = new_nbp(br, dev); 将新创建的p加入CAM表中，CAM表是用来记录mac地址与物理端口的对应关系；而刚刚创建了p，因此也要加入CAM表中，并且该表项应是local的[关系如下图]，可以看到，CAM表在实现中作为net_bridge的hash表，以addr作为hash值，链入 net_bridge_fdb_entry，再由它的dst指向net_bridge_port。
第6章信号量，中断和时间 信号量（Signal）是进程间通讯（IPC）的一种形式——是一个进程给另一个进程发送信息的方法。但是信息不可能很多——一个信号量不可能携带详细的信息，即使是传送者的身份也不能被传递；唯一能够确定的事实是信号量的确被发送了。（然而和经典信号量不同，POSIX实时信号量允许传送稍微多一点的信息。）实际上，信号量对于双向通讯是没有用处的。还有，根据某些限定，信号量的接受者不必以任何方式作出响应，甚至可以直接忽略大部分信号量。 虽然有这么多的限制，然而信号量仍然是一种功能强大的十分有用的机制——勿庸置疑，这是Unix IPC中使用最频繁的机制。每当进程退出或者废弃一个空指针时，每当使用Ctrl+C键终止程序运行时，都要传递信号量。 第9章会更详细的讨论IPC机制。对于本章的讨论来说，信号量的内容就足够讨论了。 正如在Linux内核本身的代码注释中所说明的一样，中断（Interrupt）对于内核来说和信号量是类似的。中断一般都是从磁盘之类的硬件设备送往内核，用以提示内核该设备需要加以注意。一个重要的硬件中断源就是定时器设备，它周期性地通知内核已经通过的时间。如同第5章中阐述的一样，中断也可以由用户进程通过软件产生。 在本章中，我们首先讨论一下Linux中信号量和中断的实现，最后再浏览一下Linux的时间处理方式。 虽然内核对代码的要求标准非常严格，本章所涉及的代码仍然特别清晰明白。本章使用的一般方法是首先介绍相关的数据结构和它们之间的关系，接下来讨论操纵和查询它们的函数。 锁的概述 锁的基本思想是限制对共享资源的访问——共享资源包括共享的文件，共享的内存片，以及在一次只能由一个CPU执行的代码段。概括的说，在单处理器上运行的Linux内核并不需要锁，这是因为在编写Linux内核时就已经注意到要尽量避免各种可能需要锁的情况了。但是，在多处理器机器上，一个处理器有时需要防止其它处理器对它的有害的介入。 include/asm-i386/spinlock.h文件（从12582行开始）并不使用难看的#ifdef把所有对锁函数的调用封装起来，它包含一系列对单处理器平台（UP）基本为空的宏，然而在多处理器平台（SMP）上这些宏将展开成为实际代码。因而内核的其它代码对UP和SMP（当涉及到这种特性时）都是相同的，但是它们两个的效果却是迥然不同的。 第10章中涉及SMP的部分会对锁做深入的介绍。但是，由于你在代码中将到处都能够看到对锁宏的调用，特别是在本章所讨论到的代码中这一点尤为明显，所以你应该首先对宏的用途有初步了解——以及为什么现在在大多数情况下我们都可以安全地将其忽略（我们将在讨论的过程中对其中的异常情况进行说明）。 信号量 Linux内核将信号量分为两类： 非实时的（Nonrealtime）——大部分是些传统的信号量，例如SIGSEGV，SIGHUP
对于每一个配置选项，用户可以回答"y"、"m"或"n"。其中"y"表示将相应特性的支持或设备驱动程序编译进内核；"m"表示将相应特性的支持或设备驱动程序编译成可加载模块，在需要时，可由系统或用户自行加入到内核中去；"n"表示内核不提供相应特性或驱动程序的支持。只有<>才能选择M 1. General setup（通用选项） [*]Prompt for development and/or incomplete code/drivers，设置界面中显示还在开发或者还没有完成的代码与驱动，最好选上，许多设备都需要它才能配置。 [ ]Cross-compiler tool prefix，交叉编译工具前缀，如果你要使用交叉编译工具的话输入相关前缀。默认不使用。嵌入式linux更不需要。 [ ]Local version - append to kernel release，自定义版本，也就是uname -r可以看到的版本，可以自行修改，没多大意义。 [ ]Automatically append version information to the version string，自动生成版本信息。这个选项会自动探测你的内核并且生成相应的版本，使之不会和原先的重复。这需要Perl的支持。由于在编译的命令make-kpkg 中我们会加入- –append-to-version 选项来生成自定义版本，所以这里选N。 Kernel compression mode (LZMA)，选择压缩方式。 [ ]Support for paging of anonymous memory (swap)，交换分区支持，也就是虚拟内存支持，嵌入式不需要。 [*]System V IPC，为进程提供通信机制，这将使系统中各进程间有交换信息与保持同步的能力。有些程序只有在选Y的情况下才能运行，所以不用考虑，这里一定要选。 [*]POSIX Message Queues，这是POSIX的消息队列，它同样是一种IPC(进程间通讯)。建议你最好将它选上。 [*]BSD Process Accounting，允许进程访问内核，将账户信息写入文件中，主要包括进程的创建时间/创建者/内存占用等信息。可以选上，无所谓。 [*]BSD Process Accounting version 3 file format，选用的话统计信息将会以新的格式（V3）写入，注意这个格式和以前的v0/v1/v2 格式不兼容，选不选无所谓。 [ ]Export task/process statistics through netlink (EXPERIMENTAL)，通过通用的网络输出工作/进程的相应数据，和BSD不同的是，这些数据在进程运行的时候就可以通过相关命令访问。和BSD类似，数据将在进程结束时送入用户空间。如果不清楚，选N（实验阶段功能，下同）。 [ ]Auditing support，审计功能，某些内核模块需要它（SELINUX），如果不知道，不用选。 [ ]RCU Subsystem，一个高性能的锁机制RCU 子系统，不懂不了解，按默认就行。 [ ]Kernel .config support，将.config配置信息保存在内核中，选上它及它的子项使得其它用户能从/proc/ config.gz中得到内核的配置,选上，重新配置内核时可以利用已有配置Enable access to .config through /proc/config.gz，上一项的子项，可以通过/proc/ config.gz访问.config配置，上一个选的话，建议选上。 (16)Kernel log buffer size (16 => 64KB, 17 => 128KB) ，内核日志缓存的大小，使用默认值即可。12 => 4 KB，13 => 8 KB，14 => 16 KB单处理器，15 => 32 KB多处理器，16 => 64 KB，17 => 128 KB。 [ ]Control Group support（有子项），使用默认即可，不清楚可以不选。 Example debug cgroup subsystem，cgroup子系统调试例子 Namespace cgroup subsystem，cgroup子系统命名空间 Device controller for cgroups，cgroups设备控制器
实例解析linux内核I2C体系结构（2） 华清远见刘洪涛四、在内核里写i2c设备驱动的两种方式 前文介绍了利用/dev/i2c-0在应用层完成对i2c设备的操作，但很多时候我们还是习惯为i2c设备在内核层编写驱动程序。目前内核支持两种编写i2c驱动程序的方式。下面分别介绍这两种方式的实现。这里分别称这两种方式为“Adapter方式（LEGACY）”和“Probe方式（new style）”。 （1）Adapter方式（LEGACY） （下面的实例代码是在2.6.27内核的pca953x.c基础上修改的，原始代码采用的是本文将要讨论的第2种方式，即Probe方式） ●构建i2c_driver static struct i2c_driver pca953x_driver = { .driver = { .name= "pca953x", //名称 }, .id= ID_PCA9555,//id号 .attach_adapter= pca953x_attach_adapter, //调用适配器连接设备 .detach_client= pca953x_detach_client,//让设备脱离适配器 }; ●注册i2c_driver static int __init pca953x_init(void) { return i2c_add_driver(&pca953x_driver); } module_init(pca953x_init); ●attach_adapter动作 执行i2c_add_driver(&pca953x_driver)后会，如果内核中已经注册了i2c适配器，则顺序调用这些适配器来连接我们的i2c设备。此过程是通过调用i2c_driver中的attach_adapter方法完成的。具体实现形式如下： static int pca953x_attach_adapter(struct i2c_adapter *adapter) { return i2c_probe(adapter, &addr_data, pca953x_detect); /* adapter:适配器 addr_data:地址信息 pca953x_detect：探测到设备后调用的函数 */ } 地址信息addr_data是由下面代码指定的。 /* Addresses to scan */ static unsigned short normal_i2c[] = {0x20,0x21,0x22,0x23,0x24,0x25,0x26,0x27,I2C_CLIENT_END}; I2C_CLIENT_INSMOD;
基于Linux内核编程的实验报告（Linux内核分析实验 报告） 以下是为大家整理的基于Linux内核编程的实验报告（Linux内核分析实验报告）的相关范文，本文关键词为基于,Linux,内核,编程,实验,报告,分析,，您可以从右上方搜索框检索更多相关文章，如果您觉得有用，请继续关注我们并推荐给您的好友，您可以在教育文库中查看更多范文。 Linux内核分析实验报告
实验题目：文件系统实验 实验目的：linux文件系统使用虚拟文件系统VFs作为内核文件子系统。可以安装多种 不同形式的文件系统在其中共存并协同工作。VFs对用户提供了统一的文件访问接口。本实验的要求是 （1）编写一个get_FAT_boot函数,通过系统调用或动态模块调用它可以提 取和显示出FAT文件系统盘的引导扇区信息。这些信息的格式定义在内核文件的fat_boot_sector结构体中。函数可通过系统调用或动态模块调用。 （2）编写一个get_FAT_dir函数,通过系统调用或动态模块调用它可以 返回FAT文件系统的当 前目录表,从中找出和统计空闲的目录项(文件名以0x00打头的为从未使用过目录项,以0xe5打头的为已删除的目录项),将这些空闲的目录项集中调整到目录表的前部。这些信息的格式定义在内核文件的msdos_dir_entry结构体中。 硬件环境：内存1g以上 软件环境：Linux（ubuntu）2-6实验步骤： 一：实验原理： 以实验4为蓝本，在优盘中编译并加载模块，启动测试程序，查
/proc/mydir/myfile的文件内容。从优盘得到fat文件系统的内容存在msdos_sb_info结构中，然后得到msdos_sb_info结构相应的属性值，得到实验一的数据。实验二中，得到fat文件系统第一个扇区的十六个文件信息。然后按照文件名头文字的比较方法，应用归并排序的方法，将头文件是0x00和0xe5的文件调到前面，其他的文件调到后面 二：主要数据结构说明： （1）超级块对象： 数据结构说明：一个已经安装的文件系统的安装点由超级块对象代表。 structsuper_block{... conststructsuper_operations*s_op;} （2）索引i节点对象 数据结构说明：索引i节点对象包含了内核要操作的文件的全部控制信息,对应着打开文件的i节点表。structinode{ conststructinode_operations*i_op;...} （3）目录项对象 数据结构说明：录项对象代表了文件路径名的各个部分,目录文件名和普 通文件名都属于目录项对象。structdentry{
很久以前分析的，一直在电脑的一个角落，今天发现贴出来和大家分享下。由于是word直接粘过来的有点乱，敬请谅解！ S3C2410 Linux 2.6.35.7启动分析(第一阶段) arm linux 内核生成过程 1. 依据arch/arm/kernel/vmlinux.lds 生成linux内核源码根目录下的vmlinux，这个vmlinux属于未压缩， 带调试信息、符号表的最初的内核，大小约23MB； 命令：arm-linux-gnu-ld -o vmlinux -T arch/arm/kernel/vmlinux.lds arch/arm/kernel/head.o init/built-in.o --start-group arch/arm/mach-s3c2410/built-in.o kernel/built-in.o mm/built-in.o fs/built-in.o ipc/built-in.o drivers/built-in.o net/built-in.o --end-group .tmp_kallsyms2.o 2. 将上面的vmlinux去除调试信息、注释、符号表等内容，生成arch/arm/boot/Image，这是不带多余信息的linux内核，Image的大小约 3.2MB； 命令:arm-linux-gnu-objcopy -O binary -S vmlinux arch/arm/boot/Image 3.将 arch/arm/boot/Image 用gzip -9 压缩生成arch/arm/boot/compressed/piggy.gz大小约 1.5MB；命令:gzip -f -9 < arch/arm/boot/compressed/../Image > arch/arm/boot/compressed/piggy.gz 4. 编译arch/arm/boot/compressed/piggy.S 生成arch/arm/boot/compressed/piggy.o大小约1.5MB，这里实 际上是将piggy.gz通过piggy.S编译进piggy.o文件中。而piggy.S文件仅有6行，只是包含了文件piggy.gz; 命令:arm-linux-gnu-gcc -o arch/arm/boot/compressed/piggy.o arch/arm/boot/compressed/piggy.S 5. 依据arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds 将arch/arm/boot/compressed/目录下的文件head.o 、piggy.o 、misc.o链接生成arch/arm/boot/compressed/vmlinux，这个vmlinux是经过压缩且含有自解压代码的内核, 大小约1.5MB; 命 令:arm-linux-gnu-ld zreladdr=0x30008000 params_phys=0x30000100 -T arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds a rch/arm/boot/compressed/head.o arch/arm/boot/compressed/piggy.o arch/arm/boot/compressed/misc.o -o arch/arm /boot/compressed/vmlinux