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第1章 操作系统课程设计概要1

1.1 课程设计目的1

1.2 课程设计实验报告基本要求2

1.3 课程设计实验报告样例2

第2章 Linux操作系统环境5

第3章 编译Linux内核12

3.1 Linux内核基础12

3.1.1 Linux源程序的目录分布13

3.1.2 kernel目录14

3.1.3 mm目录15

3.1.4 fs目录15

3.1.5 arch目录16

3.1.6 include目录16

3.1.7 net目录16

3.2 实验 编译Linux内核16

3.2.1 下载内核源代码17

3.2.2 部署内核源代码17

3.2.3 配置内核17

3.2.4 编译内核和模块18

3.2.5 启动Linux内核19

3.2.6 应用grub配置启动文件21

第4章 系统调用23

4.1 系统调用基础知识23

4.1.1 一个使用系统调用的例子23

4.1.2 系统调用是什么24

4.1.3 为什么需要系统调用24

4.2 Linux系统调用实现机制分析25

4.2.1 entry.S汇编文件25

4.2.2 traps.c（arch/i386/kernel/traps.c）文件32

4.2.3 系统调用中普通参数的传递及unistd.h33

4.2.4 getuid（）系统调用的实现41

4.3 实验1 添加一个简单系统调用43

4.4 实验2 添加一个更复杂的系统调用45

第5章 进程管理49

5.1 Linux进程49

5.1.1 进程是什么49

5.1.2 Linux进程控制块50

5.2 Linux进程创建及分析65

5.2.1 第一个进程65

5.2.2 fork、clone、kernel_thread69

5.2.3 exec装载与执行进程84

5.2.4 Linux中的线程88

5.3 实验1 分析系统调用sys_exit函数89

5.4 实验2 用fork（）创建子进程90

5.5 实验3 用clone（）创建子进程91

第6章 ／proc文件系统95

6.1 ／proc文件系统的介绍95

6.1.1 系统信息97

6.1.2 进程信息99

6.2 ／proc文件系统的使用100

6.2.1 创建与删除proc文件101

6.2.2 读写proc文件103

6.3 ／proc文件系统分析105

6.3.1 ／proc文件数据结构定义105

6.3.2 ／proc下文件的创建和删除108

6.3.3 ／proc下超级块和索引节点的操作112

6.3.4 ／proc文件系统初始化115

6.4 实验1 分析／proc文件系统初始化115

6.5 实验2 ／proc文件系统的一个简单应用116

第7章 内核模块121

7.1 什么是内核模块121

7.2 内核模块实现机制123

7.2.1 内核模块和应用程序的比较123

7.2.2 内核符号表124

7.2.3 模块依赖124

7.2.4 内核代码分析124

7.3 如何使用内核模块132

7.3.1 模块的加载132

7.3.2 模块的卸载132

7.3.3 模块实用程序modutils133

7.4 实验1 编写一个简单的内核模块134

7.5 实验2 多文件内核模块的实现135

第8章 虚拟内存管理141

8.1 Linux虚拟内存管理141

8.1.1 虚拟内存的抽象模型141

8.1.2 Linux的分页管理143

8.1.3 虚存段（vma）的组织和管理146

8.1.4 页面分配与回收150

8.2 实验1 统计系统缺页次数167

8.3 实验2 统计一段时间内系统缺页次数171

第9章 时钟与定时器176

9.1 时钟和定时器介绍176

9.1.1 系统时钟177

9.1.2 定时器177

9.1.3 bottom half178

9.2 Linux系统时钟179

9.2.1 系统时钟的正常运行180

9.2.2 系统时钟的设置和调整187

9.3 Linux系统定时器194

9.3.1 定时器的实现机制194

9.3.2 定时器具体实现195

9.4 实验1 一个简单的定时器的实现204

9.5 实验2 统计进程的时间206

第10章 文件系统212

10.1 Linux文件系统概念212

10.2 VFS文件系统分析213

10.2.1 什么是VFS文件系统213

10.2.2 为什么需要VFS214

10.2.3 VFS文件系统的结构214

10.2.4 进程与文件的关系229

10.2.5 文件系统的安装（mount）231

10.2.6 路径的定位和查找238

10.3 ext2文件系统245

10.3.1 ext2体系结构246

10.3.2 ext2的关键数据结构247

10.3.3 ext2的操作实现251

10.3.4 ext2数据块分配机制252

10.4 文件操作分析253

10.4.1 open操作253

10.4.2 read操作255

10.4.3 ext2的read、write操作258

10.5 实验1 分析close和write操作263

10.6 实验2 添加一个文件系统263

附录 Linux操作系统环境278

参考文献327