Linux抢占式内核的研究与实现

随着Linux操作系统的成功应用,尤其是在嵌入式实时应用领域,Linux实时性能的提高成为一个很重要的因素.系统核心的可抢占性是决定系统实时性能的一个重要条件,而Linux的核心是不可抢占的,通过将Linux的内核改造为可抢占式内核,可缩短系统的响应延时,提高Linux的实时性.分析了几种实现抢占式内核的方法,介绍了一种实现Linux可抢占式内核的方法,并对其实现细节进行了详细的说明.     

优先级继承协议在Linux中的实现

随着Linux被越来越多地用于实时系统中,实时性能也日益受到关注。通过将Linux的内核改造为可抢占式内核,可缩短系统的响应延时,提高Linux的实时性,但同时也带来了优先级逆转的问题。为了解决优先级逆转问题,基于可抢占式的Linux内核,对Linux内核相关源代码进行修改,实现了优先级继承协议。经过测试证明,采用优先级继承协议的抢占式Linux内核能够解决优先级逆转的问题,满足系统的实时要求。     

Linux 2.6内核进程调度分析

Linux操作系统是一种支持多任务、多用户和多处理器的现代通用操作系统。2．6内核的Linux支持0（1）级进程调度算法，支持可抢占内核，相比于2．4内核具有更好的实时性能。文中基于Linux2．6．10内核源代码，分析了Linux2．6内核的进程调度系统。并在详细介绍关键数据结构的基础上，阐述了进程调度算法的原理，并对实时进程的支持作了分析。     

Linux内核的实时支持的研究与实现

目前嵌入式计算的发展对实时多任务操作系统（RTOS）的需求日益迫切，而Linux内核的实时支持研究为迎合这种需求提供了新的可能性，通过从中断控制，实时调度策略，内核抢占机制及细粒度时器几方面深入研究与实现了Linux内核的实时支持，以使之成为一个较为完善的RTOS，通过把实时部分设计为可配置单元，以保留Linux原有系统支持及API．另外，为扩展系统适用范围，提出了可支持多实时调度策略的二阶段调度方案，同时指出了当前方案的不足和今后的研究方向。     

Linux操作系统实时性分析

随着Linux操作系统在嵌入式实时系统中的广泛应用，有效地提高Linux有限的实时性能是一个重要问题，而Linux内核可抢占调度是实时性能的改进的关键。对Linux内核调度器的工作原理进行了深入分析，并阐述了调度延迟是其实时性不强的原因，然后介绍通过可抢占机制对Linux内核进行改造，测试了改进后的内核的实时性。     

Linux 2.6内核进程调度分析

Linux操作系统是一种支持多任务、多用户和多处理器的现代通用操作系统。2.6内核的Linux支持O(1)级进程调度算法,支持可抢占内核,相比于2.4内核具有更好的实时性能。文中基于Linux 2.6.10内核源代码,分析了Linux 2.6内核的进程调度系统。并在详细介绍关键数据结构的基础上,阐述了进程调度算法的原理,并对实时进程的支持作了分析。     

Linux 2.6内核调度机制剖析与改进①

详细剖析了Linux 2.6内核进程调度的时机、调度策略、调度有关的重要数据结构、O(1)调度算法实现,以及Linux 2.6内核新引入的内核抢占机制。为了使Linux 2.6内核支持硬实时应用,提出了改进的最小裕度优先调度算法。该算法通过引入抢占阈值,从而减少颠簸现象造成的系统资源浪费,并提高了实时处理效率。     

提高嵌入式Linux时钟精度的方法

突破Linux内核在实时应用方面的缺陷主要体现在增加Linux内核的可抢占性、细化时钟粒度和调度算法上。该文从时钟精度的角度出发，介绍了目前流行的嵌入式操作系统在实时性方面的改进方法，分析了MontaVista Linux采用的高精度定时器HRT机制的原理、HRT对Linux内核的改造方法及其在ARM平台上的实现方法等。     

Linux操作系统实时性分析

随着Linux操作系统在嵌入式实时系统中的广泛应用,有效地提高Linux有限的实时性能是一个重要问题,而Linux内核可抢占调度是实时性能的改进的关键。对Linux内核调度器的工作原理进行了深入分析,并阐述了调度延迟是其实时性不强的原因,然后介绍通过可抢占机制对Linux内核进行改造,测试了改进后的内核的实时性。     

提高嵌入式Linux时钟精度的方法

突破Linux内核在实时应用方面的缺陷主要体现在增加Linux内核的可抢占性、细化时钟粒度和调度算法上。该文从时钟精度的角度出发，介绍了目前流行的嵌入式操作系统在实时性方面的改进方法，分析了Monta Vista Linux采用的高精度定时器HRT机制的原理、HRT对Linux内核的改造方法及其在ARM平台上的实现方法等。     

一种测试嵌入式Linux调度延迟的方法

介绍了Linux的调度策略及其调度延迟改进策略，结合IntelX86处理器特点提出了一种测试Linux调度延迟的方法。在阐述该测试方法的实现原理的同时对关健部分进行了伪代码说明。最后，针对不同的内核版本进行测试，验证了Linux的抢占补丁和低延时补丁的实现原理和结果。     

基于Lua的Linux内核测试工具开发

为减小传统的通过编写大量代码来调用Linux内核及驱动接口进行测试的编程难度,缩短测试周期,采用将Lua脚本语言载入Linux内核并使用脚本语言进行内核及驱动测试的方法,设计并实现一种简易Linux内核驱动测试工具。实验结果表明,该工具所占用的Linux内核空间小,使用灵活方便,可对内核及驱动模块进行准确有效的测试。     

Linux内核调试技术

开发Linux应用时经常需要对Linux内核进行裁剪或修改，由于操作系统内核的特殊性，不能用调试普通用户程序的方法调试内核.该文首先介绍了常用的Linux内核调试方法，分析了其优缺点，然后详细讲解了一种利用KGDB的远程Linux内核调试技术。     

扁平设备树FDT在ARM Linux中的应用研究

引入Flattened Device T ree(扁平设备树,FDT)到ARM Linux后,Linux内核可以通过FDT获取板级硬件的细节信息,这样就减少了Linux内核中arch/arm目录下大量描述板级硬件细节信息的冗余代码,把大多数与板级硬件特性相关的代码放在设备树文件和设备驱动中,提高了代码的复用性,避免了ARM Linux内核为支持新硬件进行大量修改,提高了ARM Linux板级支持的开发速度,也使得使用现有的内核镜像去引导具有相同芯片集的硬件平台成为可能.     

Linux 2.6内核中IPSec协议接入机制研究与分析

新的Linux 2.6内核提供了对IPSec的支持机构,本文对Linux 2.6内核中新加入的IPSec代码进行了深入分析.对比以前不支持IPSec的网络协议栈的Linux内核,揭示了Linux 2.6内核"无缝"接入IPSec处理的方法.     

基于LSM的沙箱模块设计与实现

沙箱（Sandbox）技术是一种安全保护机制,其目的是通过对程序运行环境的限制来保护系统的安全性.LSM是Linux内核提供的一种轻量级访问控制框架.文中分析了Linux系统中实现沙箱模块的常用技术的不足（实现复杂且资源消耗大）,提出一种基于LSM在Linux内核中实现沙箱模块的方法.基于LSM实现沙箱模块,可以减少工作量.且测试结果表明,基于LSM的内核沙箱模块加载后,对系统影响较小,系统性能最大损失约10％.     

Linux线程库的实现机制

Linux内核级线程符合POSIX线程标准。本文结合Linux内核和线程库Linuxthreads的源代码,细致分析了Linux内核级线程的实现机制。     

基于LSM架构对Linux文件系统进行安全性增强

Linux内核只提供了经典的UNIX自主访问控制。Linux安全模块(LSM)是Linux内核的一个轻量级通用访问控制框架,它使得各种不同的安全访问控制模型能够以Linux可加载内核模块的形式实现出来。首先时Linux安全模块(LSM)的实现机制和接口进行了介绍,然后提出了一种时Linux文件系统的基于LSM架构的强访问控制增强,同时改进了LSM机制引入了多级安全策略的机制。     

Linux内核软件体系结构恢复的研究

Ｌｉｎｕｘ是由全球范围的系统软件设计专家在遵守通用公共许可证条款（ＧＰＬ）的前提下共同开发的符合ＰＯＳＩＸ标准的类ＵＮＩＸ操作系统,在开发过程中没有严格完整的文档化软件体系结构,因而不利于内核开发者对Ｌｉｎｕｘ内核的理解和维护。文章在综合分析Ｌｉｎｕｘ内核有关文档的基础上,利用软件工具并分析部分Ｌｉｎｕｘ内核源码,恢复了Ｌｉｎｕｘ内核文档化的软件体系结构,以提高其可靠性、可维护性和可扩展性。Ｌｉｎｕｘ代表了Ｉｎｔｅｒｎｅｔ时代一种新的软件开发模式,对Ｌｉｎｕｘ内核软件体系结构恢复的研究,是这种新的开发模式下进行软件工程学研究的一种尝试。