Linux操作系統(tǒng)實驗教程

第一部分 Linux操作系統(tǒng)基本原理
　第1章 Linux操作系統(tǒng)簡介
　　1.1 Linux的淵源和發(fā)展簡史
　　1.2 Linux的基本特性
　　1.3 Linux內(nèi)核的開發(fā)模式與內(nèi)核版本號
　　1.4 Linux發(fā)行版介紹
　　1.5 Linux內(nèi)核源代碼組織結(jié)構(gòu)
　　1.6 學(xué)習(xí)Linux的輔助軟件介紹
　第2章 Linux的進(jìn)程管理
　　2.1 進(jìn)程與進(jìn)程描述符
　　2.2 進(jìn)程狀態(tài)及切換時機
　　　2.2.1 Linux的進(jìn)程狀態(tài)
　　　2.2.2 進(jìn)程的切換時機
　　2.3 進(jìn)程的調(diào)度算法
　　2.4 進(jìn)程的創(chuàng)建與消亡
　第3章 Linux的存儲器管理
　　3.1 物理內(nèi)存的管理
　　　3.1.1 頁幀與區(qū)域
　　　3.1.2 伙伴算法
　　　3.1.3 slab分配器
　　3.2 進(jìn)程地址空間的管理
　　　3.2.1 頁表機制
　　　3.2.2 vm_area_struct結(jié)構(gòu)
　　　3.2.3 進(jìn)程地址空間的相關(guān)系統(tǒng)調(diào)用
　　　3.2.4 頁面異常的處理
　第4章 Linux的文件系統(tǒng)
　　4.1 VFS
　　　4.1.1 VFS的作用
　　　4.1.2 進(jìn)程描述符中與文件系統(tǒng)相關(guān)的成員
　　　4.1.3 VFS的文件模型
　　　4.1.4 文件系統(tǒng)的注冊與安裝
　　　4.1.5 各種對象的操作接口
　　4.2 EXT2文件系統(tǒng)
　　　4.2.1 EXT2在磁盤上的物理布局
　　　4.2.2 主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其基本操作
　　　4.2.3 磁盤塊的分配與釋放
　　4.3 主要文件系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用處理流程
　　　4.3.1 文件的open操作
　　　4.3.2 文件的read操作
　第5章 Linux的設(shè)備管理
　　5.1 設(shè)備文件的概念
　　5.2 設(shè)備模型基礎(chǔ)
　　5.3 相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
　　　5.3.1 字符設(shè)備管理
　　　5.3.2 塊設(shè)備管理
　　　5.3.3 buffer
　　　5.3.4 設(shè)備請求隊列和I/O調(diào)度算法
　　5.4 塊設(shè)備文件的open和read操作
　　　5.4.1 塊設(shè)備驅(qū)動程序組成
　　　5.4.2 open函數(shù)
　　　5.4.3 read函數(shù)
　第6章 中斷、異常及系統(tǒng)調(diào)用
　　6.1 中斷和異常的基本知識
　　6.2 異常處理函數(shù)
　　6.3 系統(tǒng)調(diào)用
　　6.4 中斷的處理
　　　6.4.1 中斷控制器
　　　6.4.2 管理中斷的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
　　　6.4.3 中斷的處理過程
　　6.5 軟中斷
　第7章 Sys V進(jìn)程間通信
　　7.1 共有的特性
　　7.2 信號量
　　7.3 消息隊列
　　7.4 共享內(nèi)存
第二部分 基于Linux操作系統(tǒng)的實驗
　第8章 用戶態(tài)編程實驗
　　8.1 實驗1——bash腳本編程
　　　8.1.1 實驗內(nèi)容
　　　8.1.2 bash腳本編程簡介
　　　　8.1.2.1 注釋和簡單命令
　　　　8.1.2.2 環(huán)境變量
　　　　8.1.2.3 控制結(jié)構(gòu)
　　　　8.1.2.4 函數(shù)
　　　8.1.3 實驗指南
　　8.2 實驗2——觀察Linux行為
　　　8.2.1 實驗內(nèi)容
　　　8.2.2 proc文件系統(tǒng)簡介
　　　8.2.3 實驗指南
　　　　8.2.3.1 Linux環(huán)境下C語言編程環(huán)境簡介
　　　　8.2.3.2 實驗程序框架
　　8.3 實驗3——實現(xiàn)Linux命令解釋器
　　　8.3.1 實驗內(nèi)容
　　　8.3.2 myshell的語法
　　　8.3.3 myshell的程序框架
　　　8.3.4 myshell命令行的語法分析
　　　8.3.5 簡單命令的執(zhí)行
　　　8.3.6 myshell的Makefile
　　　8.3.7 實驗指南
　第9章 內(nèi)核編程基礎(chǔ)實驗
　　9.1 實驗4——內(nèi)核模塊
　　　9.1.1 實驗內(nèi)容
　　　9.1.2 Linux內(nèi)核模塊簡介
　　　9.1.3 內(nèi)核符號表
　　　9.1.4 內(nèi)核模塊編程介紹
　　　　9.1.4.1 內(nèi)核模塊實例
　　　　9.1.4.2 模塊編程的基本知識
　　　　9.1.4.3 Makefile介紹
　　　9.1.5 實驗指南
　　　9.1.6 測試
　　9.2 實驗5——proc文件系統(tǒng)編程
　　　9.2.1 實驗內(nèi)容
　　　9.2.2 proc文件系統(tǒng)編程簡介
　　　　9.2.2.1 proc文件系統(tǒng)編程示例
　　　　9.2.2.2 proc文件系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
　　　　9.2.2.3 proc文件系統(tǒng)編程接口
　　　9.2.3 實驗指南
　　9.3 實驗6——編譯內(nèi)核及增加Linux系統(tǒng)調(diào)用
　　　9.3.1 實驗內(nèi)容
　　　9.3.2 Fedora下編譯內(nèi)核
　　　　9.3.2.1 第1步——下載內(nèi)核
　　　　9.3.2.2 第2步——生成內(nèi)核配置文件.config
　　　　9.3.2.3 第3步——編譯和安裝新的內(nèi)核
　　　9.3.3 添加psta系統(tǒng)調(diào)用
　　　9.3.4 測試新增系統(tǒng)調(diào)用psta
　　　9.3.5 noexec系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)
　第10章 內(nèi)核編程綜合實驗
　　10.1 實驗7——進(jìn)程隱藏
　　　10.1.1 實驗內(nèi)容
　　　10.1.2 背景知識介紹
　　　10.1.3 proc文件系統(tǒng)實現(xiàn)簡介
　　　10.1.4 實驗指南
　　　　10.1.4.1 功能⑴的實現(xiàn)
　　　　10.1.4.2 功能（5）的實現(xiàn)
　　　　10.1.4.3 功能（7）的實現(xiàn)
　　10.2 實驗8——字符設(shè)備驅(qū)動開發(fā)
　　　10.2.1 實驗內(nèi)容
　　　10.2.2 字符設(shè)備驅(qū)動開發(fā)介紹
　　　　10.2.2.1 測試字符設(shè)備
　　　　10.2.2.2 描述設(shè)備的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
　　　　10.2.2.3 設(shè)備號的操作
　　　　10.2.2.4 字符設(shè)備的注冊與注銷
　　　　10.2.2.5 文件操作集
　　　　10.2.2.6 同步
　　　10.2.3 字符設(shè)備chatdev的實現(xiàn)
　　　10.2.4 聊天程序chat的實現(xiàn)
　　10.3 實驗9——naive文件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
　　　10.3.1 實驗內(nèi)容
　　　10.3.2 項目的準(zhǔn)備工作及建議
　　　10.3.3 實驗指南
　　　　10.3.3.1 第1步——創(chuàng)建設(shè)備
　　　　10.3.3.2 第2步——格式化分區(qū)
　　　　10.3.3.3 第3步——定義并注冊naive文件系統(tǒng)
　　　　10.3.3.4 第4步——安裝/卸載文件系統(tǒng)分區(qū)
　　　　10.3.3.5 第5步——顯示根目錄的內(nèi)容
　　　　10.3.3.6 第6步——在根目錄下創(chuàng)建內(nèi)容為空的文件
　　　　10.3.3.7 第7步——寫文件和讀文件
　　　　10.3.3.8 第8步——刪除文件
　　　　10.3.3.9 第9步——創(chuàng)建目錄
　　　　10.3.3.10 第10步——刪除目錄
　　10.4 實驗10——塊設(shè)備驅(qū)動開發(fā)
　　　10.4.1 實驗內(nèi)容
　　　10.4.2 實驗基礎(chǔ)和思路
　　　　10.4.2.1 參考驅(qū)動程序1——塊設(shè)備驅(qū)動程序sbull
　　　　10.4.2.2 參考驅(qū)動程序2——USB字符設(shè)備驅(qū)動程序usb-skeleton
　　　10.4.3 U盤驅(qū)動的幫助函數(shù)
　　　　10.4.3.1 函數(shù)原型及其使用
　　　　10.4.3.2 工作原理和過程
　　　10.4.4 實驗指南
第三部分 Linux環(huán)境下的操作及常用命令和函數(shù)
　附錄A Linux常用命令
　　A.1 用戶終端命令
　　A.2 vi編輯器的用法
　附錄B Linux常用函數(shù)
　　B.1 進(jìn)程管理函數(shù)
　　B.2 文件管理函數(shù)
　　B.3 進(jìn)程間通信
　　B.4 多線程庫
　附錄C 內(nèi)核配置文件的生成
　　C.1 配置文件初步生成
　　C.2 修改內(nèi)核配置文件
　　C.3 內(nèi)核編譯選項介紹
參考文獻(xiàn)