浙大关于linux内核的实验

Linux内核是操作系统的核心部分，负责管理系统的硬件资源、进程调度、内存管理、网络协议以及设备驱动等关键功能。浙江大学的这个实验旨在帮助学生深入理解Linux内核的工作原理，通过实践来增强对操作系统核心机制的认知。这个实验对于已经有一定计算机系统基础知识的学生来说，是一个极好的学习机会。 实验可能涵盖以下几个重要知识点： 1. **内核编译与模块加载**：学生将学习如何从源代码编译Linux内核，了解Makefile的作用和配置选项，以及如何构建特定的内核模块。这涉及到内核配置（`.config`文件）和编译过程，如`make menuconfig`、`make`和`make install`命令。 2. **进程管理**：内核如何创建、调度和终止进程，以及如何通过系统调用（如`fork()`、`execve()`和`waitpid()`）进行进程交互。此外，还可能探讨多线程的概念，以及线程在内核中的实现。 3. **内存管理**：了解Linux的虚拟内存系统，包括页表、页缓存（Page Cache）、内存分配器（如slab和伙伴系统）以及内存的申请和释放。学生可能需要编写内核模块来测试这些功能。 4. **文件系统**：深入理解Linux的VFS（虚拟文件系统）层，它是如何抽象各种底层文件系统（如EXT4、FAT32等）的。可能涉及文件操作、挂载和卸载文件系统、i节点等概念。 5. **设备驱动**：实验可能会让学生接触字符设备驱动或块设备驱动的编写，了解设备驱动程序如何与硬件交互，以及如何注册和注销设备。 6. **中断和中断处理**：讲解中断处理机制，包括中断向量表、软中断和底半部（bottom halves），如中断处理程序的编写和中断上下文。 7. **网络协议栈**：分析Linux内核中的TCP/IP协议栈，包括网络接口层（如ARP、IP）、传输层（TCP、UDP）以及套接字API。学生可能需要编写网络相关的内核模块或用户空间程序来实现简单的网络通信。 8. **调试技巧**：教授GDB调试器的使用，以及如何在内核中插入调试信息（如`printk()`）。可能还会涉及内核日志和dmesg命令的使用。 9. **性能分析**：使用工具（如`strace`、`perf`、`sysdig`）来监控和分析系统性能，了解CPU、内存、磁盘I/O等资源的使用情况。 10. **内核模块编程**：学习如何编写、加载和卸载内核模块，以及如何利用`module_init()`和`module_exit()`函数初始化和清理模块。 通过这些实验，学生不仅可以提升编程技能，还能深入了解Linux内核的工作原理，这对于未来从事系统开发、内核优化或网络安全等工作有着重要的价值。实验中的"nihe"可能是内核实验的一部分，可能包含实验指导文档、代码示例或其他相关资料，帮助学生逐步完成实验任务。