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第1章 Linux概述1

1.1 Linux操作系统简介1

1.1.1 Linux操作系统的发展1

1.1.2 Linux操作系统的特点2

1.1.3 目前流行的Linux版本3

1.2 基于Linux内核的操作系统实验体系4

1.2.1 操作系统实验的现状4

1.2.2 选择Linux的原因5

1.2.3 实验设计思想6

1.2.4 实验体系的构成7

第2章 Linux内核分析9

2.1 Linux内核结构概述9

2.2 Linux进程管理9

2.2.1 描述进程的数据结构10

2.2.2 进程调度12

2.2.3 创建进程15

2.2.4 进程通信机制15

2.3 Linux存储管理19

2.3.1 物理内存管理器20

2.3.2 内核内存管理器23

2.3.3 虚拟内存管理器29

2.3.4 Linux的高速缓存机制38

2.4 Linux设备管理39

2.4.1 Linux设备管理结构39

2.4.2 I/O控制方式40

2.4.3 Linux设备驱动程序41

2.4.4 字符设备驱动程序44

2.4.5 块设备驱动程序47

2.5 Linux文件系统51

2.5.1 Linux文件系统概述51

2.5.2 虚拟文件系统52

2.5.3 EXT2文件系统57

2.5.4 Linux的几个重要文件系统62

第3章 Linux的使用64

3.1 安装Red Hat Linux64

3.2 Linux文件系统结构65

3.2.1 Linux目录结构65

3.2.2 目录功能简介66

3.2.3 Linux文件系统的装载和卸载67

3.3 Linux系统的基本操作69

3.3.1 Linux系统的启动与退出69

3.3.2 Linux系统对文件和目录的操作命令70

3.3.3 文档备份与压缩命令76

3.3.4 权限改变命令79

3.3.5 Linux与用户有关的命令81

3.3.6 Linux系统管理命令82

3.3.7 Linux磁盘管理命令82

3.3.8 进程管理命令85

3.3.9 Linux其他命令87

3.4 vi的使用89

3.4.1 vi的操作模式89

3.4.2 vi的进入与退出90

3.4.3 vi的常用命令90

3.5 Linux的编译器gcc94

3.6 shell程序设计95

3.6.1 shell程序的编写和执行95

3.6.2 shell基础96

3.6.3 shell程序设计99

3.6.4 shell程序的调试104

第4章 进程管理实验110

4.1 实验目的110

4.2 准备知识110

4.2.1 基本概念110

4.2.2 系统调用110

4.2.3 相关函数112

4.3 实验内容116

4.3.1 编制程序实现进程的软中断通信116

4.3.2 编制程序实现进程的管道通信116

4.4 实验指导116

4.4.1 进程的软中断通信116

4.4.2 进程的管道通信120

第5章 存储器管理实验123

5.1 实验目的123

5.2 准备知识123

5.3 实验内容123

5.4 实验指导124

5.4.1 FIFO页面置换算法124

5.4.2 LRU页面置换算法125

5.4.3 NUR页面置换算法126

5.4.4 OPT页面置换算法127

5.5 参考源程序代码128

5.6 程序运行134

第6章 用户接口实验135

6.1 实验目的135

6.2 准备知识135

6.2.1 控制台命令接口135

6.2.2 添加系统调用137

6.3 实验内容138

6.3.1 控制台命令接口实验138

6.3.2 系统调用实验138

6.4 实验指导139

6.4.1 控制台命令接口实验139

6.4.2 系统调用实验139

第7章 模块编程实验143

7.1 实验目的143

7.2 准备知识143

7.2.1 模块的组织结构144

7.2.2 模块的编译145

7.2.3 模块的加载147

7.2.4 模块的卸载148

7.2.5 模块链接到内核的示意图148

7.2.6 模块管理程序中的文件操作148

7.2.7 i386的寄存器151

7.3 实验内容152

7.3.1 编写一个简单的内核模块152

7.3.2 用户空间和内核空间的比较152

7.3.3 向模块中添加新函数153

7.3.4 系统核心寄存器数值的获取153

7.4 实验指导153

7.4.1 一个简单的内核模块153

7.4.2 用户空间和内核空间的比较155

7.4.3 向模块中添加新函数157

7.4.4 系统核心寄存器数值的获取实验158

第8章 设备管理实验168

8.1 实验目的168

8.2 准备知识168

8.2.1 设备驱动程序简介168

8.2.2 设备驱动程序与外界的接口169

8.2.3 设备驱动程序的组织结构170

8.2.4 设备驱动程序的代码170

8.3 实验内容177

8.3.1 字符类型设备的驱动程序177

8.3.2 块类型设备的驱动程序177

8.4 实验指导177

8.4.1 字符类型设备的驱动程序177

8.4.2 块类型设备的驱动程序187

8.5 参考源程序代码196

8.5.1 字符设备驱动程序196

8.5.2 块设备驱动程序200

第9章 文件系统实验208

9.1 实验目的208

9.2 准备知识208

9.2.1 外存管理208

9.2.2 目录管理209

9.2.3 文件系统的接口210

9.2.4 Linux的EXT2文件系统210

9.2.5 可能用到的编程技术212

9.2.6 用内存来模拟外存212

9.3 实验内容213

9.4 实验指导213

9.4.1 二级文件系统的设计与实现213

9.4.2 EXT2文件系统跟踪程序的设计与实现233

第10章 时钟管理实验244

10.1 实验目的244

10.2 准备知识244

10.2.1 GTK图形库简介244

10.2.2 Linux的时钟函数245

10.3 实验内容246

10.4 实验指导247

10.4.1 软件结构设计247

10.4.2 数据结构设计247

10.4.3 时间显示249

10.4.4 时间设置251

10.4.5 设置定时任务252

10.4.6 闹钟功能实现254

第11章 系统信息显示实验256

11.1 实验目的256

11.2 准备知识256

11.2.1 proc文件系统简介256

11.2.2 proc中的硬件信息257

11.2.3 proc中的软件信息260

11.2.4 实验中使用的库函数263

11.2.5 实验中使用的编程技术265

11.3 实验内容267

11.4 实验指导267

11.4.1 系统信息显示实验267

11.4.2 内存信息监测实验275

第12章 操作系统构成实验286

12.1 实验目的286

12.2 准备知识286

12.2.1 Linux操作系统的启动流程286

12.2.2 开机载入程序——引导软件LILO287

12.2.3 Linux根文件系统简介287

12.3 实验内容289

12.4 实验指导289

12.4.1 实验设计思想289

12.4.2 配置新内核bzImage290

12.4.3 制作引导盘291

12.4.4 制作根文件系统盘293

12.4.5 系统整合298

12.4.6 系统测试298

参考文献301