导读:本文包含了内核化论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:操作系统可靠性,设备驱动程序,内核空间设备驱动,用户空间设备驱动
内核化论文文献综述
谭茁[1]（2016）在《设备驱动非内核化通信机制的研究与实现》一文中研究指出随着计算机技术的快速发展和硬件水平的不断提升,操作系统的安全性和可靠性已成为当今重要的研究课题。内核是整个操作系统的核心,而一半以上的内核代码是由设备驱动程序组成的,被认为是内核漏洞的主要来源。设备驱动程序通常以系统级权限运行在内核空间,而操作系统对运行在内核空间的程序是完全信任的。所以,一旦设备驱动程序中存在漏洞或恶意代码,很可能会影响操作系统安全,甚至导致整个系统的崩溃。因此,为了防止由设备驱动程序引起的系统故障,本文提出了一种驱动漏洞隔离方法,将部分非性能相关的驱动程序迁移到用户空间运行,同时设计出一种有效的通信机制,以尽量降低用户空间驱动程序与内核进行信息交互的额外开销,保障驱动运行效率,从而避免操作系统性能受到太大影响。本文在分析Linux设备驱动程序结构及相关源码的基础上,研究了设备驱动非内核化拆分方法及通信机制,并针对特定声卡驱动程序和网络设备驱动程序设计实现了相应的拆分运行方案。一方面,确定设备驱动程序拆分标准,并依据此标准分析给出适合迁移到用户空间的具体函数,尝试将原有设备驱动程序进行拆分,迁移部分内核函数到用户空间。另一方面,为了使拆分后的驱动程序可以正常运行,重点对Linux内核空间与用户空间的通信机制进行研究,形成一种基于ioctl系统调用和完成量completion的同步通信机制,通过请求-应答的方式实现内核空间与用户空间函数之间的数据交互。为减轻内核空间与用户空间的通信负荷,还对相关共享数据的非内核化处理进行了研究。上述研究和技术方案在一定程度上实现了驱动程序的漏洞隔离,在不降低设备驱动程序运行效率和系统性能的基础上保障了操作系统的可靠性。实验结果表明,拆分后的设备驱动程序可以像原始驱动程序一样正常运行并完成原有各项功能,同时在运行过程中不会增加过多的系统开销。下一步的研究可围绕设备驱动非内核化的自动化实现来开展。(本文来源于《北京交通大学》期刊2016-05-01）
徐永轩[2]（2014）在《系统级虚拟层内核化的研究》一文中研究指出伴随着计算机体系结构的快速发展,代码迁移这一课题显得越发重要。新的体系结构如果不能广泛的被应用软件支持,将很难生存下去。龙芯是我国自主研发的通用CPU,采用MIPS架构,它的发展有着重大的意义。但是,在当今处理器市场中,X86架构的CPU占据着主导地位,大量的软件和操作系统都是基于该平台开发。在这样的环境下,发展龙芯及其相关产业链的首要任务就是要在软件层上实现对X86架构的兼容。解决跨平台软件兼容问题的常用方法就是利用动态二进制翻译工具在体系结构之上构建一个虚拟层来让目标软件运行。目前,动态二进制翻译工具进行系统级模拟构建虚拟层的相关研究大多是在用户空间下的移植和优化。在此基础上,本文提出了新的思路,内嵌跨平台无需硬件支持的虚拟层到操作系统内核中去,让操作系统直接支持虚拟层、让虚拟层直接与硬件交互,从而提高虚拟层的运行效率。为了验证这一想法,动态二进制翻译工具QEMU被内嵌到了Linux内核中,以便让QEMU进行系统级模拟构建出的虚拟层运行在内核态并可以独占计算机资源。QEMU内核化项目的最终目标是在龙芯平台上构建内核空间中的虚拟层,而本文则实现了以X86平台为基础的具有基本功能的内核化虚拟层这一近期目标。文章首先分析了内核化QEMU的主要思路,给出了内核化虚拟层的架构和大致实现流程。然后,详细介绍了接口移植问题。接口移植问题的实质是QEMU在用户空间使用的库函数的内核化问题。待移植接口可分为四类,分别是可直接移植接口、通过组装修改可实现的接口、用内核方法可替代的接口和需要重写的接口。解决接口移植问题的主要方法是利用内核函数实现QEMU调用的库函数的功能。接着,重点分析了内核化QEMU的设备模拟问题。为了减少设备模拟带来的性能损耗,解决该问题的核心思想是让虚拟层直接与硬件进行交互。在介绍设备模拟问题时,以VGA显卡直通、虚拟层输入问题和内核化QEMU的DMA模拟方案为例进行了详细的分析。最后,含有QEMU的Linux内核被部署在X86平台上进行了实验。通过一系列的测试表明,内核化QEMU的性能确实得到了一定的提升,从而证明了本文提出的优化思路是有效的。通过本文对内核化虚拟层的研究,为如何在龙芯上构建跨平台并且高效的系统级虚拟层提供了一个新的思路。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2014-04-10）
董旭[3]（2009）在《流媒体服务器中实时传输协议的研究和内核化实现》一文中研究指出近年来,随着高带宽网络、高速存储设备以及媒体编码压缩技术的迅速发展,使得通过网络提供实时流媒体服务成为可能。流媒体服务器中实时传输协议的实现频繁且集中地进行I/O操作。另一方面,流媒体服务器运行在用户模式,用户程序的I/O操作只能通过系统调用向内核提出请求,由内核来完成。这种实现方式较为繁琐。因此,I/O操作已经成为服务器主要的性能瓶颈之一。本文在研究实时传输协议的实现和Linux内核处理I/O请求的过程的基础上,提出和实现了通过实时传输协议内核化实现来提高流媒体服务器性能的方案。本文提出的模型将传统流媒体服务器中实时传输协议的实现部分独立出来,用一个内核线程来执行,将绝大多数I/O操作在内核模式下完成。该模型能够避免传统用户程序的I/O操作中用户模式和内核模式来回切换以及数据拷贝所造成的开销。仿真实验的结果表明:和传统流媒体服务器相比,该模型能够承受的最大并发客户数目和单位时间内完成的最大网络I/O次数都具有明显优势。因此,可以得出结论:该模型在负载较重的情况下,具有较高的资源利用率和系统吞吐量。(本文来源于《电子科技大学》期刊2009-04-01）
内核化论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
伴随着计算机体系结构的快速发展,代码迁移这一课题显得越发重要。新的体系结构如果不能广泛的被应用软件支持,将很难生存下去。龙芯是我国自主研发的通用CPU,采用MIPS架构,它的发展有着重大的意义。但是,在当今处理器市场中,X86架构的CPU占据着主导地位,大量的软件和操作系统都是基于该平台开发。在这样的环境下,发展龙芯及其相关产业链的首要任务就是要在软件层上实现对X86架构的兼容。解决跨平台软件兼容问题的常用方法就是利用动态二进制翻译工具在体系结构之上构建一个虚拟层来让目标软件运行。目前,动态二进制翻译工具进行系统级模拟构建虚拟层的相关研究大多是在用户空间下的移植和优化。在此基础上,本文提出了新的思路,内嵌跨平台无需硬件支持的虚拟层到操作系统内核中去,让操作系统直接支持虚拟层、让虚拟层直接与硬件交互,从而提高虚拟层的运行效率。为了验证这一想法,动态二进制翻译工具QEMU被内嵌到了Linux内核中,以便让QEMU进行系统级模拟构建出的虚拟层运行在内核态并可以独占计算机资源。QEMU内核化项目的最终目标是在龙芯平台上构建内核空间中的虚拟层,而本文则实现了以X86平台为基础的具有基本功能的内核化虚拟层这一近期目标。文章首先分析了内核化QEMU的主要思路,给出了内核化虚拟层的架构和大致实现流程。然后,详细介绍了接口移植问题。接口移植问题的实质是QEMU在用户空间使用的库函数的内核化问题。待移植接口可分为四类,分别是可直接移植接口、通过组装修改可实现的接口、用内核方法可替代的接口和需要重写的接口。解决接口移植问题的主要方法是利用内核函数实现QEMU调用的库函数的功能。接着,重点分析了内核化QEMU的设备模拟问题。为了减少设备模拟带来的性能损耗,解决该问题的核心思想是让虚拟层直接与硬件进行交互。在介绍设备模拟问题时,以VGA显卡直通、虚拟层输入问题和内核化QEMU的DMA模拟方案为例进行了详细的分析。最后,含有QEMU的Linux内核被部署在X86平台上进行了实验。通过一系列的测试表明,内核化QEMU的性能确实得到了一定的提升,从而证明了本文提出的优化思路是有效的。通过本文对内核化虚拟层的研究,为如何在龙芯上构建跨平台并且高效的系统级虚拟层提供了一个新的思路。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
内核化论文参考文献
[1].谭茁.设备驱动非内核化通信机制的研究与实现[D].北京交通大学.2016
[2].徐永轩.系统级虚拟层内核化的研究[D].中国科学技术大学.2014
[3].董旭.流媒体服务器中实时传输协议的研究和内核化实现[D].电子科技大学.2009