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Linux内核定时器并发错误检测
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作者 周多明 马麟 周亚金 《软件学报》 北大核心 2025年第11期5356-5385,共30页
定时器是操作系统延迟任务调度与执行的驱动器,具有运行在原子上下文和异步执行的特性,可以在任何时刻与不同的线程并发执行,如果开发人员不能考虑到所有多线程交错的场景,则可能引入多种类型的并发错误,对操作系统安全产生严重威胁.定... 定时器是操作系统延迟任务调度与执行的驱动器,具有运行在原子上下文和异步执行的特性,可以在任何时刻与不同的线程并发执行,如果开发人员不能考虑到所有多线程交错的场景,则可能引入多种类型的并发错误,对操作系统安全产生严重威胁.定时器并发错误不仅涉及多线程交错,还涉及定时器处理程序的延迟执行与重复调度,比普通的并发错误更难发现,目前还没有工具可以有效地检测此类错误.总结3种定时器并发错误类型,即定时器睡眠错误、定时器死锁错误和僵尸定时器错误.为有效地对错误进行检测,首先通过指针分析,提取内核中所有与定时器有关的功能模块,避免对无关代码进行分析提高检测效率;然后构建上下文敏感、路径敏感和流敏感的过程间控制流图,为后续分析奠定基础;最后综合应用函数调用图遍历、锁集分析、指向分析、控制流分析等静态分析技术,设计针对3种定时器并发错误的检测算法.为评估算法的有效性,在Linux 5.15内核中共发现了328个真实定时器并发错误,向Linux内核社区提交了56个补丁,截至目前, 49个补丁已经合并到Linux内核主线, 295个错误被确认和修复,申请了14个CVE编号,说明了所提方法的有效性.最后通过对比实验对算法的性能、漏报与误报情况进行了系统分析,并总结3种定时器并发错误的修复方法. 展开更多
关键词 静态分析 linux内核定时器 并发错误 操作系统安全
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基于配置引导的实时Linux内核靶向模糊测试
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作者 施鹤远 陈世俊 +3 位作者 张强 沈煜恒 姜宇 施荣华 《计算机科学》 北大核心 2025年第S1期873-880,共8页
实时Linux在各类实时性需求业务场景中得到广泛应用,保障实时Linux内核安全稳定至关重要。当前主流的覆盖率导向内核模糊测试技术对于特定待测代码定位存在局限,导致内核模糊测试对实时特性相关代码的针对性测试能力不足。针对此问题,... 实时Linux在各类实时性需求业务场景中得到广泛应用,保障实时Linux内核安全稳定至关重要。当前主流的覆盖率导向内核模糊测试技术对于特定待测代码定位存在局限,导致内核模糊测试对实时特性相关代码的针对性测试能力不足。针对此问题,文中提出了一种基于配置引导的实时Linux内核靶向模糊测试方法。该方法首先结合内核配置选项构建内核文件树,识别实时特性相关内核代码;然后基于实时Linux内核函数间调用关系和基本块地址,构建实时特性相关待测靶点;最后利用基于权重的种子调度策略提升内核模糊测试针对性测试效果。该方法在4个版本的实时Linux内核的测试任务中,发现了58个实时特性相关的内核缺陷。与通用覆盖率导向内核模糊测试工具Syzkaller相比,该方法对于实时特性相关代码的基本块覆盖数量提升17.06%,发现实时特性相关漏洞数量提升65.39%。实验结果表明,该方法能显著提高内核模糊测试的实时特性相关代码覆盖能力与针对性测试能力。 展开更多
关键词 实时linux 模糊测试 异常检测 内核配置
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一种新的嵌入式Linux高性能定时器实现方法 被引量:2
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作者 赵汝聪 谢维信 +2 位作者 蒙山 黄建军 黄敬雄 《信号处理》 CSCD 北大核心 2009年第3期439-443,共5页
本文提出了一种高性能Linux定时器ETimer(Enhanced Timer)的实现方法。通过对标准Linux内核的时钟中断处理程序进行修改,ETimer具有比标准Linux内核定时器更细的定时粒度和更高的中断优先级,因此可实现更精确的定时并避免硬件IO中断的... 本文提出了一种高性能Linux定时器ETimer(Enhanced Timer)的实现方法。通过对标准Linux内核的时钟中断处理程序进行修改,ETimer具有比标准Linux内核定时器更细的定时粒度和更高的中断优先级,因此可实现更精确的定时并避免硬件IO中断的影响。本方法增强了嵌入式Linux系统的定时性能,并且不需改动Linux系统的其它组成部分如进程调度、文件系统、网络系统和驱动程序,适用于有较高定时性能要求的嵌入式应用场合。在ADSP-BF533处理器系统平台上的实验结果表明本方法可以显著地改进定时器性能。 展开更多
关键词 定时器 嵌入式linux 中断优先级
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对象驱动的Linux内核crash分类技术研究
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作者 何林浩 魏强 +1 位作者 王允超 郭志民 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2024年第4期926-932,共7页
Crash(程序崩溃)分析是漏洞挖掘与利用的关键阶段,精准的crash分类是crash分析和漏洞利用的前提.针对现有的Linux内核crash存在大量重复的问题,本文提出一种对象驱动的Linux内核crash分类方法.该方法将内核crash与内核对象的关系建模为... Crash(程序崩溃)分析是漏洞挖掘与利用的关键阶段,精准的crash分类是crash分析和漏洞利用的前提.针对现有的Linux内核crash存在大量重复的问题,本文提出一种对象驱动的Linux内核crash分类方法.该方法将内核crash与内核对象的关系建模为二部图结构,从而将crash分类问题转化为内核对象的相似性对比问题.首先,通过对crash执行后向污点分析提取crash相关的内核对象;其次,构造内核对象调用图计算内核与根本原因的相关性度量;最后,基于上述结果构造二部图实现crash相似性比较算法.基于上述方法,本文开发出了Linux内核crash分类的原型系统.通过在真实的数据集上进行实验,验证了系统的有效性和可用性,弥补了现有分类方法粒度较粗,存在误报较多的问题. 展开更多
关键词 crash分类 linux内核 内核对象 污点分析
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安全Linux内核安全功能的设计与实现 被引量:11
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作者 石文昌 孙玉芳 +3 位作者 梁洪亮 张相锋 赵庆松 单智勇 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2001年第10期1255-1261,共7页
CC标准是一个新的国际标准 ,由于缺乏可借鉴的范例 ,开发符合 CC标准的安全操作系统是一项挑战性的工作 .借助一项研究实验结合中国安全保护等级划分准则第 3条款 ,讨论了安全 L inux内核安全功能在 CC框架下的设计与实现问题 ,通过 CC... CC标准是一个新的国际标准 ,由于缺乏可借鉴的范例 ,开发符合 CC标准的安全操作系统是一项挑战性的工作 .借助一项研究实验结合中国安全保护等级划分准则第 3条款 ,讨论了安全 L inux内核安全功能在 CC框架下的设计与实现问题 ,通过 CC功能需求组件给出安全功能的定义 ,从系统结构和安全模型方面讨论安全功能的实现方法 ,并测算安全机制产生的性能负面影响 .研究表明 ,中国国家标准的要求可以通过 CC标准进行描述 .最后 ,还指出了安全操作系统进一步的研究方向 . 展开更多
关键词 linux 安全功能 安全评价标准 内核 操作系统 计算机
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Linux内核的实时支持的研究与实现 被引量:45
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作者 邹勇 王青 李明树 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期466-472,共7页
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定时器几方面深入研究与实现了Linu... 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定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. 展开更多
关键词 linux 内核 实时调度策略 实时多任务操作系统 嵌入式计算
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Linux内核防火墙Netfilter实现与应用研究 被引量:46
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作者 姚晓宇 赵晨 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第8期112-113,163,共3页
介绍了Linux内核防火墙的发展,对2.4.x内核中的Netfilter框架的流程和IPv4协议栈中Netfilter的实现进行了分析,通过一个内核防火墙模块实例介绍了基于Netfilter框架下的内核防火墙设计方法,对Netfilter框架下的防火墙高级功能扩展进... 介绍了Linux内核防火墙的发展,对2.4.x内核中的Netfilter框架的流程和IPv4协议栈中Netfilter的实现进行了分析,通过一个内核防火墙模块实例介绍了基于Netfilter框架下的内核防火墙设计方法,对Netfilter框架下的防火墙高级功能扩展进行了展望。 展开更多
关键词 防火墙 linux NETFILTER 内核模块
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Linux内核调试技术 被引量:12
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作者 张磊 王学慧 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第10期81-83,共3页
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。
关键词 linux KGDB 内核 调试
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Linux下基于Netfilter个人内核防火墙的设计与实现 被引量:9
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作者 熊忠阳 张逢贵 张玉芳 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2009年第B06期95-96,99,共3页
在涉及到很多基于Linux操作系统中小型后台业务系统中,根据各自不同的需求灵活开发基于个人的防火墙内核模块。在Linux操作系统下建立基于Netfilter架构的防火墙模型。在此架构下,只要具备Linux内核编程经验以及熟悉网络协议栈,就可以... 在涉及到很多基于Linux操作系统中小型后台业务系统中,根据各自不同的需求灵活开发基于个人的防火墙内核模块。在Linux操作系统下建立基于Netfilter架构的防火墙模型。在此架构下,只要具备Linux内核编程经验以及熟悉网络协议栈,就可以编写出属于个人的防火墙。 展开更多
关键词 netfiler 防火墙 linux 内核模块 协议栈
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Linux系统内核级安全审计方法研究 被引量:14
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作者 贾春福 徐伟 郑辉 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2002年第6期53-55,共3页
LKM(LoadableKernelModules-可加载内核模块)技术是Linux系统为了扩充系统功能而提供的一种机制。该技术已经被黑客用于系统入侵,同样也可以利用它提高系统的安全性。文章在分析了现行Linux安全审计系统所存在问题的基础上,提出了一个基... LKM(LoadableKernelModules-可加载内核模块)技术是Linux系统为了扩充系统功能而提供的一种机制。该技术已经被黑客用于系统入侵,同样也可以利用它提高系统的安全性。文章在分析了现行Linux安全审计系统所存在问题的基础上,提出了一个基于LKM技术的Linux系统内核级安全审计模型。 展开更多
关键词 linux 操作系统 内核级安全审计 计算机安全
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Linux内核启动过程分析 被引量:8
11
作者 程耕国 刘先勇 鲍考明 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2006年第9期1528-1529,1621,共3页
结合Linux内核代码,分析了80x86平台上Linux操作系统内核的启动过程,特别对内核的动态加载、CPU工作模式的转换以及内存分页机制最终启动的全过程做了较为细致的阐述。该分析有助于更深入地了解Linux内核的工作原理和多任务操作系统的... 结合Linux内核代码,分析了80x86平台上Linux操作系统内核的启动过程,特别对内核的动态加载、CPU工作模式的转换以及内存分页机制最终启动的全过程做了较为细致的阐述。该分析有助于更深入地了解Linux内核的工作原理和多任务操作系统的实现机理,是将Linux运用于嵌入式系统的前期工作。 展开更多
关键词 linux 内核 启动过程 保护模式 中断描述符
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Linux 2.4内核防火墙底层结构分析 被引量:18
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作者 李晓峰 张玉清 李星 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2002年第14期138-140,144,共4页
Linux是常用的防火墙操作平台,作者对Linux新的2.4内核防火墙底层结构(Netfilter)和功能进行了详尽分析,分析和总结了Netfilter结构在Linux防火墙中的地位和作用,并以实例说明如何运用Netfilter来进行Linux防火墙的功能扩充。
关键词 linux2.4 内核 防火墙 底层结构 网络层 操作系统 计算机网络 网络安全
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基于arm的嵌入式Linux内核调试技术 被引量:10
13
作者 胡贯荣 胡元慧 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2007年第10期2392-2394,2431,共4页
嵌入式Linux的开发和应用越来越广泛,其中一个重要环节就是Linux内核的调试。Kgdb是一种插桩式、纯软件的嵌入式Linux的内核调试工具,主要应用于i386体系结构中。分析了kgdb的原理和它的实现过程,并在目前使用比较广泛的arm板上对kgdb... 嵌入式Linux的开发和应用越来越广泛,其中一个重要环节就是Linux内核的调试。Kgdb是一种插桩式、纯软件的嵌入式Linux的内核调试工具,主要应用于i386体系结构中。分析了kgdb的原理和它的实现过程,并在目前使用比较广泛的arm板上对kgdb进行了移植,主要包括串口驱动,陷阱处理和调试命令的移植3个部分。 展开更多
关键词 嵌入式linux 内核调试 内核源代码级调试器 插桩 陷阱处理 移植
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基于Linux内核防火墙Netfilter的安全应用的设计方法 被引量:7
14
作者 王宏健 邵佩英 张籍 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2001年第12期1516-1518,共3页
本文在分析 netfilter处理数据包过程的基础上 ,给出了在系统空间和在用户空间开发基于 L
关键词 防火墙 安全应用 钩子函数 内核 linux Netfidter 网络安全 计算机网络
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支持服务质量的Linux内核设计与实现 被引量:2
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作者 施笑安 周兴社 林奕 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2005年第8期216-218,共3页
Linux操作系统对实时 QoS支持较弱,但具有很好的实时应用前景。本文选择对 Linux在内核级进行 QoS扩展。利用 Linux进程管理策略与机制分离的设计风格,设计了一个内核级的支持QoS的实时调度器。不需要修改应用,就能满足应用的QoS需求。... Linux操作系统对实时 QoS支持较弱,但具有很好的实时应用前景。本文选择对 Linux在内核级进行 QoS扩展。利用 Linux进程管理策略与机制分离的设计风格,设计了一个内核级的支持QoS的实时调度器。不需要修改应用,就能满足应用的QoS需求。选择EDF实时调度算法作为扩展目标,引入了“预留”对象这一数据结构,实现了进程间的共享QoS。该新的 Linux内核能更好地支持QoS,满足了实时系统的 QoS需求。 展开更多
关键词 服务质量 实时 linux 内核 操作系统 linux操作系统 内核设计 实时应用 实时调度算法 进程管理
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基于嵌入式应用的Linux内核实时性改进研究 被引量:3
16
作者 严丽平 宋凯 邓胡滨 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2011年第1期121-124,共4页
针对Linux内核存在的实时性问题,从实时操作系统的5个性能指标出发,分析了2.6内核实时性能的根本性制约因素为调度延迟和中断延迟。为了解决上述问题,设计并实现了新的任务模型和新的中断处理操作。着重介绍了新任务模型中的硬实时任务... 针对Linux内核存在的实时性问题,从实时操作系统的5个性能指标出发,分析了2.6内核实时性能的根本性制约因素为调度延迟和中断延迟。为了解决上述问题,设计并实现了新的任务模型和新的中断处理操作。着重介绍了新任务模型中的硬实时任务调度算法(优先级位图算法)以及新体系中断响应和中断处理操作流程,给出了关键代码,并进行了试验调试。经realfeel测试结果表明,新体系中实时任务的响应速度显著提高,达到了预期的研究目的。 展开更多
关键词 linux2.6内核 实时性 嵌入式 中断延迟 调度策略
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Linux操作系统内核对SMP(对称多处理器)的支持 被引量:2
17
作者 高珍 吴永明 周卫华 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2002年第9期62-63,67,共3页
详细介绍了Linux操作系统内核是怎样支持SMP(对称多处理器 )系统工作的 ,并具体分析了其内核源代码的实现过程。
关键词 linux 操作系统 内核 SMP 对称多处理器 进程调度 内核 中断
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Linux内核完全公平调度器改进的研究 被引量:3
18
作者 朱永华 沈熠 刘玲 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第21期59-62,共4页
针对现有Linux内核使用的完全公平调度器无法有效解决贪婪线程问题,提出一种改进的调度算法和该算法的高效实现,该算法通过惩罚贪婪线程的方法提升调度器的公平性。实验结果证实,贪婪线程问题存在;改进后的调度算法有效减少了存在贪婪... 针对现有Linux内核使用的完全公平调度器无法有效解决贪婪线程问题,提出一种改进的调度算法和该算法的高效实现,该算法通过惩罚贪婪线程的方法提升调度器的公平性。实验结果证实,贪婪线程问题存在;改进后的调度算法有效减少了存在贪婪线程问题的程序对降低系统整体性能的影响。 展开更多
关键词 linux内核 任务调度 完全公平调度
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Linux内核模式下C++语言的导入研究 被引量:2
19
作者 彭磊 吴磊 叶娅兰 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第23期6-8,11,共4页
使用C++代替C作为Linux内核环境开发语言,有利于将面向对象的设计与编程引入Linux内核。但是在Linux内核中保持C++与内核的兼容性和自身的语言特性是一个具有挑战性的问题。该文对Linux内核模块装载机制和C++语言在Linux内核模式下内存... 使用C++代替C作为Linux内核环境开发语言,有利于将面向对象的设计与编程引入Linux内核。但是在Linux内核中保持C++与内核的兼容性和自身的语言特性是一个具有挑战性的问题。该文对Linux内核模块装载机制和C++语言在Linux内核模式下内存分配机制进行了分析,实现了在Linux内核开发中应用C++语言的切实可行的方法。 展开更多
关键词 linux 内核模块 C++
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Linux内核与内存关系的几个问题的探讨 被引量:2
20
作者 苑勋 董傲霜 王琰 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2002年第6期743-746,共4页
L inux内核与内存之间的关系涉及内核中与系统硬件相关的部分 ,本文作者在阅读 L inux内核源代码的基础上 ,探讨内核与内存之间关系的若干基本问题的答案 .这些问题包括 :内核与进程的关系、内核映象的生成、系统启动过程中内核与内存... L inux内核与内存之间的关系涉及内核中与系统硬件相关的部分 ,本文作者在阅读 L inux内核源代码的基础上 ,探讨内核与内存之间关系的若干基本问题的答案 .这些问题包括 :内核与进程的关系、内核映象的生成、系统启动过程中内核与内存的关系、内核堆栈的机制等 .本文的讨论基于 Intel的 80 x86平台上的内核 2 .2 . 展开更多
关键词 linux 内核 内存 全局描述符表 任务状态段 内核堆栈 系统调用 操作系统
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