嵌入式linux内核设计高级研修

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1、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

2、，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/掌握内核开发能力二、主办单位：中国高科技产业化研究会信号处理专家委员会北京中际赛威文化发展有限公司(www.zhongjisaiwei.com)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； ◆

3、了解嵌入式系统的基本知识。 五、授课内容：第一天1前言1.1Linux操作系统--linux内核—linux内核骨架1.2linux内核演进1.3linux与嵌入式1.4linux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/page2.2.2bootmem的构建，为什么需要bootmem？2.2.3page数组的作用与构建P7-12.2.4伙伴算法剖析2.2.5slab与kmalloc剖析2.2.7内存池2.2.8内核编程中如何灵活

4、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2.3.3.1堆的虚拟、物理内存的扩展与收缩2.3.3.2栈的虚拟、物理内存的扩展与收缩2.3.3.3可执行镜像的物理内存的扩展与收缩2.3.3.4文件map地址的物理内存的扩展与收缩2.3.4swap机制2.3.5vmalloc、io端口虚拟地址2.3.6page与页表的映射与反映射2.3.7hacksegmentfault第二天3进程与线程3.1进程创建3.1.1fork3.1.1.1准备新的内核栈3.1.1.2继承资源3.1.1.3新进程

5、的内核运行轨迹3.1.2exec3.1.2.1映射可执行镜像3.1.2.2映射ld.so3.1.2.3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3.2.2ld.so的工作3.3如何调试进入不到main的进程3.4linux线程库实现原理3.5linux内核中对线程的支持3.5.1tidpid3.5.2线程局部存储3.6内核线程4中断P7-24.1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

6、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softirqd4.3.3内核中的软中断综诉4.3.4tasklet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5.2X86处理器4级模式5.3X86

7、处理器上系统调用的实现5.4hack一个系统调用—read5.5异常表的建立5.6异常的种类及内核相应的处理6时间与定时器6.1linux内核中时间的管理6.2定时器6.2.1内核中定时器的实现6.2.2决定定时器精度的因素P7-36.3新的时钟体系6.3.1旧时钟体系的问题6.3.2获得更精确定时的方法--highresolutiontimer6.4时钟对电源管理的影响及其改进--dynamictimer6.5在内核编程中使用timer6.6时钟中断丢失对时间、定时器的影响7信号7.1信号