中科大软件学院Linux操作系统分析试题解析

"中科大软件学院的《Linux操作系统分析》课程期末考试复习资料，包含了2021年5月的考试回忆版，以及CSDN上2020年和2019年的相关博客及下载资源。考试内容涉及Linux操作系统的核心概念和技术，如堆栈调度、函数调用与系统调用的异同、进程切换、终端处理流程、字符设备驱动、VFS文件系统、进程调度和计时体系等。" 以下是详细的知识点解析： 1. **堆栈调度与寄存器变化**：在编程中，堆栈用于存储函数调用时的上下文信息，如局部变量、返回地址和保存的寄存器值。题目中提到的填空题可能要求考生分析给定程序中堆栈指针ESP和EBP以及EAX寄存器的变化，理解函数调用时堆栈的动态。 2. **CPU运行与堆栈切换**：CPU执行pop和push操作时，通常不会导致堆栈的切换，除非发生进程或线程切换。考生需要理解在不同场景下堆栈的行为。 3. **Linux函数调用与系统调用**：两者都是改变程序执行流程的方式。函数调用发生在用户空间，系统调用则进入内核空间执行特定操作。相同点包括改变指令流、可重复执行和有返回原处的需求。不同点在于调用方式（静态与动态）、执行环境（用户空间与内核空间）。 4. **进程切换**：在x86-64体系结构下，Linux通过`__switch_to_asm`实现进程切换。考生需理解这个过程中的寄存器保存、堆栈切换以及如何恢复新进程的状态。 5. **Linux终端处理流程**：涉及输入输出的处理、信号处理、控制台缓冲区管理等，主要数据结构可能包括终端控制结构（struct termios）、文件描述符表等。 6. **字符设备驱动程序**：主要由设备打开、读写、关闭等操作函数组成，考生应了解如何注册设备驱动、管理和交互。 7. **VFS（虚拟文件系统）数据结构**：包括inode、dentry、超级块等，它们共同构成了文件系统的抽象层，允许系统支持多种不同的文件系统。 8. **Linux进程调度**：包括调度策略、调度算法、调度数据结构如runqueue等，考生需要理解调度的主要过程和决策因素。 9. **Linux计时体系**：涉及到时钟中断、定时器、时间片等，其主要功能包括提供系统时间、超时机制、周期性任务等。 复习这些知识点时，考生应深入理解Linux内核的工作原理，掌握关键数据结构的用途，以及它们在实际操作中的交互方式。同时，对汇编语言和x86-64架构的了解也是必要的，因为操作系统底层的许多操作都是在此基础上进行的。