高级程序员的进阶之路：Linux内核

我会带着你远行 2022-09-16 14:15 187阅读 0赞

![高级程序员的进阶之路：Linux内核][Linux]

**前言:**内核学习路线推荐，喜欢研究内核，想在内核这块深入学习的，可以参考。课程体系7个专题组成：进程管理专题，内存管理专题，设备驱动专题，网络协议专题，内核组件专题，文件系统专题，内核项目实战专题。

腾讯课堂直播学习地址：[https://ke.qq.com/course/417774?flowToken=1013300][https_ke.qq.com_course_417774_flowToken_1013300]

**进程管理专题**

> 进程原理：进程生命周期，task\_struct结构，进程优先级，进程系统调用。
> 
> 进程调度机制：调度器实现schedule()，完全公平调度类CFS，实时调度类原理
> 
> 多核模式调度SMP。
> 
> 进程竞争机制：RCU机制原理，内存优化与屏障，大内核锁，per\_CPU计数器。
> 
> 进程系统调用：写时复制原理，进程内存布局，进程堆栈管理，系统调用实现流程。

推荐视频：[剖析Linux内核进程管理][Linux 1]

**内存管理专题**

> 内存原理：(N)UMA模型组织，页表原理，处理器高速缓存，TLB工作原理。
> 
> 物理内存：伴伙算法，slab/slub/slob分配器，内存映射。分配器原理，不连续页原理。
> 
> 虚拟内存：进程内存映射，进程堆栈管理，用户空间缺页异常，内核空间与用户空间。
> 
> 内存系统调用：kmalloc/vmaloc，BRK，内存池机制，内存优化。

推荐视频： [Linux内核内存管理——内存泄漏、栈溢出、虚拟地址布局、内存映射、内存模型、伙伴分配器][Linux 2]

**设备驱动专题**

> 设备子系统原理：字符设备子系统，块设备子系统，网络适配器子系统，I/O原理。
> 
> 字符设备驱动：file\_operations原理，系统调用流程，ioctl流程，请求中断
> 
> 块设备驱动：资源管理，I/O调度，BIO结构原理，PCI总线原理
> 
> 网卡设备驱动：net\_device/net\_device\_ops，sk\_buff原理，网卡数据中断，网络适配器映射。
> 
> 内核模块架构：模块添加与删除，自动化与热插拔，主从设备号，版本控制。

推荐视频：[Linux内核源码分析之设备驱动架构][Linux 3]

**网络协议专题**

> 网络系统架构：接收缓冲区，发送缓冲区，netfilter，iptables。
> 
> 网络协议栈：TCP/UDP，TCP控制块，IP协议，netlink机制
> 
> 系统API：POSIX网络API，epoll实现原理，socket初始化，网络系统参数设置

推荐视频： [Linux内核源码分析之网络协议栈架构][Linux 4]

**内核组件专题**

> 时间管理：通用时间子系统，高分辨率定时器，动态时钟结构，定时器系统调用实现。
> 
> 系统缓存：页缓存实现，块缓存实现。
> 
> 数据同步：数据同步原理，inode同步与拥塞，强制回写与完全同步。

**文件系统专题**

> 虚拟文件系统VFS：通用文件模型，VSF结构 ，文件操作系统调用，file/inode原理。
> 
> 无存储文件系统：proc文件系统，文件系统数据结构，管理/proc数据项，系统控制机制。
> 
> sysfs文件分析：sysfs数据结构，装载文件系统，文件目录 操作，向sysfs增加数据。
> 
> 磁盘文件系统：Ext2文件系统，Ext3文件系统，Ext4文件系统。
> 
> 用户态文件系统：FUSE使用场景，FUSE原理，FUSE实现 ，用户态文件接口实现。

推荐视频： [3个linux内核的秘密，让你彻底搞懂文件系统][3_linux]

**内核项目实战专题**

> 1、手把手实现进程间通信
> 
> 2、网络适合器实现
> 
> 3、无存储文件系统实现
> 
> 4、为内核添加自己系统调用
> 
> 5、添加进程调度器
> 
> 6、用户态文件系统实现
> 
> 7、为内核防火墙做贡献之iptables
> 
> 8、用slab实现内存池
> 
> 9、内核定制化系统
> 
> 10、向VFS添加自定义文件系统

**Linux内核学习参考书籍**

> 1、《深入理解LINUX内核》 第三版 \[美\] 博韦等著
> 
> 2、《Linux设备驱动开发详解》 宋宝华 编著
> 
> 3、《Linux内核设计与实现》 原书第3版 拉芙 (RobertLove) 著
> 
> 4、《深入理解LINUX网络内幕》 \[意\] Benvenuti 著
> 
> 5、《Linux设备驱动程序》 \[美\] 科波特（Corbet J.） 著

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[https_ke.qq.com_course_417774_flowToken_1013300]: https://ke.qq.com/course/417774?flowToken=1013300
[Linux 1]: https://www.bilibili.com/video/BV1v64y1D7ti/
[Linux 2]: https://www.bilibili.com/video/BV1WK4y1972y/
[Linux 3]: https://www.bilibili.com/video/BV1VM4y137Jp/
[Linux 4]: https://www.bilibili.com/video/BV1qU4y1P7NE/
[3_linux]: https://www.bilibili.com/video/BV1jg41157zg/