Linux内核编程实验指南

"Linux内核实验指导书 - 西安理工大学Linux小组，谢井明编" 这份实验指导书是为学习《Linux内核编程和实现》课程的学生准备的，旨在帮助那些可能对Linux及其编程尚不熟悉的人逐步了解并掌握Linux内核的工作原理。通过一系列的实验，学生可以深入理解Linux操作系统的核心机制，包括shell脚本编程、Makefile文件的编写、内核模块编程、添加系统调用、进程管理与调度信息的获取、工作队列、定时器、驱动程序开发以及模拟Linux内存管理和进程同步等关键概念。 1. **Shell脚本编程实验**：这是Linux编程的基础，学生将学习如何编写简单的bash脚本，理解命令行参数、变量、控制结构和函数，为后续的内核编程打下基础。 2. **Makefile文件编写**：实验强调了构建系统的重要性，学生将学习如何创建和使用Makefile来自动化编译和链接过程，提高开发效率。 3. **Linux内核模块编程**：这部分内容涉及如何编写内核模块，理解模块的加载和卸载机制，以及内核API的使用。 4. **增加系统调用**：通过实际操作，学生将学会如何扩展Linux内核功能，添加新的系统调用，理解系统调用表的结构和调用过程。 5. **获取进程管理与调度信息**：实验涵盖了进程管理的基本原理，包括查看和分析进程状态、调度策略等。 6. **工作队列**：工作队列是内核中处理异步任务的关键结构，实验将解释其工作原理和实现方法。 7. **定时器**：实验涵盖Linux内核中的定时器机制，如软定时器和硬定时器，以及它们在系统中的应用。 8. **Linux驱动程序实验**：这部分内容教授如何编写设备驱动，包括字符设备驱动和块设备驱动，理解驱动与硬件、内核之间的交互。 9. **模拟Linux内存管理实验**：学生将通过模拟实验理解Linux内存分页、地址空间布局、内存分配和释放等核心概念。 10. **进程同步实验**：实验涵盖了互斥锁、信号量、条件变量等并发控制机制，以及死锁问题的预防和解决。 通过这些实验，学生不仅能够理论联系实践，还能提升解决问题的能力，深入理解Linux内核的复杂性和精妙之处。实验书的每个部分都包含预习要求、实验目的、实验任务、实验原理及方法，以及注意事项，旨在引导学生逐步探索和学习Linux内核的各个方面。