嵌入式Linu内核设计高级研修.doc

一、课程介绍 Linux博大精深、代码量极大、复杂度极高。由于无法掌握内核开发的能力，以致有些观点认为，Linux内核不需要动，当成黑匣子就行了。其实不然，我们需要在很多方面进行内核开发1、在嵌入式领域，由于有数不清处理器架构，所以内核在某些架构上就没有得到完全支持。2、在工控领域，我们常常希望获得高精确时钟，而在绝大多数架构上Linux内核通常只能提供机遇tick的时钟（1-10毫秒）3、在存储领域，我们常常要加密硬盘或则进行磁盘在线备份，这当然又要修改Linux内核。 本课程针对以上问题，着重解剖Linux内核的深层架构，将博大精深的Linux内核精确、完整地架构展现在学员面前，还要教会学员如何自己独立的在工作中如何分析、开发Linux内核。 亮点关键词：嵌入式Linux内核 / 高精度时钟 / 修改内核 / 掌握内核开发能力 ) 北京中际孚歌科技有限公司 三、研修时间：2009年09月10-13日(9日报到) 四、研修地点：北 京（具体地点及路线图详见报到通知） 五、培训对象 ??????? 嵌入式相关领域的专业人士，具有开发和设计经验的硬件或软件开发工程师系统移植工程师。　　学员学习本课程应具备下列基础知识：???? 熟悉C语言；? 熟悉汇编语言；? 了解嵌入式系统的基本知识。?五、授课内容：第一天 1 前言 Linux作系统--linux内核—linux内核骨架 linux内核演进 linux与嵌入式 linux分支版本综述 2 内存 2.1 进程虚拟地址空间（用户进程角度看内存） 2.1.1 进程虚拟地址种类与分布 2.1.2 进程内存泄露的本质 2.2 内核物理内存的管理 2.2.1 三层内存管理结构 node/zone/page 2.2.2 bootmem的构建，为什么需要bootmem ？ 2.2.3 page数组的作用与构建 2.2.4 伙伴算法剖析 2.2.5 slab 与kmalloc剖析 2.2.7 内存池 2.2.8 内核编程中如何灵活使用物理内存 2.3 系统内存运作体系 2.3.1 现代处理器对虚拟内存的支持 2.3.2 内核态虚拟地址的映射 2.3.3 内核对用户态虚拟内存的支持 堆的虚拟、物理内存的扩展与收缩 栈的虚拟、物理内存的扩展与收缩 可执行镜像的物理内存的扩展与收缩 文件map地址的物理内存的扩展与收缩 2.3.4 swap 机制 2.3.5 vmalloc、io端口虚拟地址 2.3.6 page与页表的映射与反映射 2.3.7 hack segment fault 第二天 3 进程与线程 3.1 进程创建 3.1.1 fork 准备新的内核栈 继承资源 新进程的内核运行轨迹 3.1.2 exec 映射可执行镜像 映射ld.so 新进程的用户栈准备 3.2新进程的如何得到执行 3.2.1 新进程内核运行轨迹 3.2.1 返回用户态第一条指令 3.2.2 ld.so的工作 3.3如何调试进入不到main的进程 3.4 linux线程库实现原理 3.5 linux内核中对线程的支持 3.5.1 tid pid 3.5.2线程局部存储 3.6 内核线程 4 中断 4.1内核对中断管理的层次 4.1.1 中断控制器的管理 4.1.2 体系结构相关的中断管理 4.1.3 体系结构无关的中断管理 4.2 中断产生与中断进入 4.2.1 发生在内核态的中断进入 4.2.2 发生在用户态的中断进入 4.3 中断与驱动的中断处理函数 4.3.1 中断如何定位到驱动的中断处理函数 4.3.2 中断处理函数要注意的问题 4.3.3 中断处理函数得不到执行该如何调试 4.4 中断退出 4.2.1 中断退出到内核态需要进行的动作 4.2.2 中断退出到用户态需要进行的动作 4.5 软中断 4.3.1 软中断概念 4.3.2 软中断运行时机与softirqd 4.3.3 内核中的软中断综诉 4.3.4 tasklet与软中断的关系 4.6 全局影响 4.6.1 中断与实时性 4.6.2 中断与内核抢占 4.6.3 中断与信号 第三天 5 系统调用与异常 5.1 用户进程、libc与系统调用的联系 5.2 X86处理器4级模式 5.3 X86处理器上系统调用的实现 5.4 hack一个系统调用—read 5.5异常表的建立 5.6异常的种类及内核相应的处理 时间与定时器 .1 linux内核中时间的管理 .2 定时器 .2.1 内核中定时器的实现 .2.2 决定定时器精度的因素 .3 新的时钟体系 .3.1 旧时钟体系的问题 .3.2 获得更精确定时的方法-- high resolution timer .4 时钟对电源管理的影响及其改进--