Linux Kernel

Question 1

Aus welchen Komponenten besteht der Linux Betriebssystemkern?

Answer 1

1. Systemcall-Interface
2. Prozessmanagement
3. Speichermanagement
4. IO-Management
5. Gerätetreiber

Question 2

Ablauf eines Systemcalls:

Answer 2

1. App möchte auf Daten aus Datei lesen
2. Systemcall löst Software-Interrupt aus
3. Kernel führt anschließend die ISR durch
4. Zurückgeben der Daten

Question 3

Prozess-Management:

Answer 3

• Single-Core-Scheduling.

- Multi-Core-Scheduling.

Question 4

Wo werden die Daten eines Prozesses gespeichert?

Answer 4

Jede Task/Prozess besteht aus einem Codesegment, Datensegment, Stacksegment.
Task können sich Segmente teilen.

Question 5

Von was ist die reden wenn sich 2 tasks Codesegment und auch Datensegment teilen?

Answer 5

Thread

Question 6

Speicher-Management:

Answer 6

• Es werden virtuelle Adressen verwendet, um auf physikalische zuzugreifen.
• Speicherschutz durch das umsetzen der Adressen.
• Virtueller Speicher -> Swapping auf Festplatten
• Extended Memory

Question 7

I/O-Management:

Answer 7

• Einheitliches Programmierinterface (API) für den Zugriff auf Dateien und Geräte.
• Performanter Zugriff auf I/O
• Ordnungsstruktur für Daten in Form von Verzeichnissen und Dateien über das Filesystem

Question 8

Gerätetreiber:

Answer 8

• Standardisierter Zugriff auf Hardware.
• Für jedes Peripheriegerät das aus der User-Ebene angesprochen wird muss ein Treiber existieren.
• Alle Kernel-Komponenten haben Zugriff auf den Kernel-Adressraum

Question 9

Welche Funktionen können im Kernel nicht benutzt werden?

Answer 9

Es dürfen keine “libc” Funktionen benutzt werden.

• —> kann kein User-Code benutzen
• —> Kernel bietet speziell Funktionen wie printk, kmalloc
• —> Kernel muss “standalone” benutzbar sein.

Question 10

Werden im Kernel Gleitkommazahlen benutzt?

Answer 10

Neine der Kernel rechnet nur mit integer Werten.

Question 11

Was muss getan werden um im Namensraum Konflikte zu vermeiden?

Answer 11

Alle Symbole müssen als “static” definiert werden.

Question 12

Was macht “make config” ?

Answer 12

Fragt jede Kernel Einstellung (>1000)

Question 13

Was macht “make menuconfig” ?

Answer 13

Öffnet ein Textinterface um Kernel einfacher zu konfigurieren.

Question 14

Was macht “make oldconfig” ?

Answer 14

Nützlich um die .config Datei einer früheren Kernel-Version upzudaten.

Question 15

Was macht “make allnoconfig” ?

Answer 15

Minimale Kernel Config. Idealer Startpunkt für Embedded Systems!

Question 16

Kernel Module

Answer 16

• Die Funktionalität eines Kernels kann durch Module sehr einfach erweitert werden.
• Treiber werden auch als Module angesehen.

Question 17

Wie wird ein Modul zu einem Kernel hinzugefügt?

Answer 17

Es gibt 2 Möglichkeiten:

1. insmod
   - —> Ein Modul wird geladen ohne Abhängigkeiten
2. modeprobe
   - —> Lädt das Modul indem er im Verzeichnis /lib/modules/(uname -r) nach allen Modulen mit Abhängigkeiten sucht.

Question 18

Was passiert bei dem Befehl “depmod”?

Answer 18

Der Befehl “depmod” geniert die Datei modules.dep die alle Abhängigkeiten enthält.

Question 19

Funktionalität statisch im Kernel einbinden:

Answer 19

Alle Treiber werden direkt in den Kernel compiliert.
Vorteil: Keine Infrastruktur für das Laden der module nötig.

Question 20

Aufgaben der start_kernel() Methode?

Answer 20

• Architektur Setup
• Verarbeitung der Kernel Command Line
• Initialisierung der Subsysteme
• init Thread starten -> init RootFS
• start_kernel() wird zum idle Thread

Question 21

Jedes Linux Betriebssystem besteht aus 2 Images?

Answer 21

Erste Image ist der Kernel

Zweite Image ist das RootFS

Question 22

Was enthält das Kernel-Image?

Answer 22

• Einbinden der notwendigen Treiber
• Compilieren für den entsprechenden Prozessor
• Herausnehmen aller nicht benötigten Komponenten
• Module: ja oder nein?

Question 23

Was enthält das RootFS-Image?

Answer 23

• Systemprogramme
• Konfigurationssoftware
• Applikationen

Question 24

root=

Answer 24

Angabe des Devices, auf welchem sich das Root

Filesystem befindet

Question 25

ro/rw=

Answer 25

Mounted das Root als read-only/read-write Gerät

Question 26

console=

Answer 26

Angabe der Geräte, welche der Linux Kernel als

Console benutzen soll.

Question 27

mem=

Answer 27

Wieviel Speicher der Kernel benutzen soll

Question 28

initrd=

Answer 28

Initial RAM Disk Image (startet dort /linuxrc)

Question 29

init=

Answer 29

Angabe eines alternativen Binaries sta! ’/sbin/init’

Question 30

rdinit=

Answer 30

Angabe eines alternativen Binaries statt ‘init’ (initramfs Default)

Question 31

ip=

Answer 31

Angaben zur Art und Weise der Netzkarten Konfiguration