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Linux内核设计与实现详解

共计 30 章节
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01
课程导入
Linux内核的发展历史 · 版本演进 · 内核与用户空间的关系
课程导入Linux
02
内核架构总览
Linux内核的整体架构 · 核心子系统（进程管理 · 内存管理
内核架构总览Linux
03
内核编译与加载
从源码获取 · 配置（menuconfig） · 编译
内核编译加载
04
内核编程基础
内核编程与用户态编程的区别 · 内核API使用规范 · 错误处理
内核编程基础内核编程
05
进程管理核心
进程描述符task_struct · 进程生命周期 · fork/exec/exit的实现机…
进程管理核心task
06
进程调度器
CFS调度器设计原理 · 调度类 · 调度实体
进程调度器CFS
07
进程地址空间
内存描述符mm_struct · 虚拟地址空间布局 · 页表
进程地址空间mm
08
物理内存管理
页分配器（buddy system） · slab分配器 · 页表管理
物理内存管理buddy
09
内核同步机制
原子操作 · 自旋锁 · 信号量
内核同步机制原子操作
10
中断与下半部
中断处理流程 · 中断上下文 · 软中断
下半部断处理流程
11
时间管理
内核时间表示 · 时钟中断 · 定时器（timer_list/hrt…
时间管理内核时间表示
12
系统调用实现
系统调用流程 · 系统调用表 · 参数传递
系统调用实现系统调用流程
13
内核同步实战
通过实际案例（如多核并发计数器）演示… · RCU和原子操作的使用与性能对比
内核同步实战通过实际案例
14
虚拟文件系统（VFS）
VFS架构 · 超级块 · inode
VFS虚拟文件系统
15
实际文件系统
ext4 · XFS · Btrfs的设计要点
实际文件系统ext4
16
页缓存与块I/O
页缓存结构 · address_space · writeback机制
I/O页缓存
17
网络协议栈
网络分层 · 套接字缓冲区（sk_buff） · 协议栈注册
网络协议栈网络分层
18
设备驱动模型
设备 · 驱动 · 总线
设备驱动模型设备
19
字符设备驱动
字符设备注册 · file_operations实现 · ioctl
字符设备驱动字符设备注册
20
块设备驱动
块设备请求处理 · 请求队列 · gendisk结构
块设备驱动块设备请求处理
21
内核调试技术
printk与动态调试 · kgdb · ftrace
内核调试技术printk
22
内核性能优化
性能分析工具（perf · vmstat · iostat）
内核性能优化perf
23
内核内存管理进阶
内存回收（LRU） · swap机制 · OOM killer
内核内存管理进阶LRU
24
内核模块开发实战
从零编写一个内核模块 · 实现设备操作 · procfs/sysfs接口
内核模块开发实战从零编写一个内核…
25
内核并发与锁实战
设计一个多线程内核测试模块 · 对比不同锁机制的性能 · 并分析锁竞争问题
内核并发锁实战
26
内核启动流程
从BIOS/UEFI到内核解压 · 初始化 · 设备枚举
内核启动流程BIOS/UEFI
27
内核安全机制
权限模型 · capabilities · LSM（SELinux/AppArm…
内核安全机制权限模型
28
内核移植与裁剪
针对嵌入式平台的内核配置 · 交叉编译 · 设备树定制
内核移植裁剪
29
内核社区与开发流程
内核开发规范 · 补丁提交流程 · 邮件列表
内核社区开发流程
30
综合项目实战
设计并实现一个简单的内核功能（如自定… · 从需求分析 · 设计
综合项目实战设计并实现一个简…