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Linux内核这么复杂,我该如何学习?

1、首先我们要明白Linux重要性

其实大家每时每刻都在使用着Linux系统,不过,你们对此并不知情而已。可以说Linux已经成为了我们生活中的一个基础,比如飞机的控制系统、银行的系统、手机的系统等等,你可以想象下没有以上的东西我们的生活将会怎么样,我们的生活、资金和生命都掌握在linux手中,它能够让我们生存,同样,它也可以让我们灭亡,所以Linux的重要性几乎令人难是置信,没有Linux的世界可能将会截然不同,或许,这样的世界会暗然失色,一片漆黑,而Linux将是那种世界不会继续存在的理由。

2、我们如何学习呢?

2.1 环境(准备工作)

  • 一开始很多人问用什么linux发行版好呢?其实都差不多,知识点大部分都是一样,我一开始用的是redhat感觉很好的,当然也可以用Ubuntu或者其他的发行版都是可以的。

  • 需要掌握Linux基础知识。例如,Linux命令、磁盘管理、用户管理、文件权限等,强烈推荐大家阅读网友总结的《Linux入门学习笔记》,下载地址:

Linux入门学习笔记(Linux学习界的盗墓笔记)​github.com

2.2 Linux内核组成以及源码组织结构

Linux内核主要由进程管理内存管理设备驱动文件系统网络协议栈外加一个系统调用

源码组织结构

2.3 清楚Linux内核每个模块里包含了哪些

内存管理

  • 内存原理

  • SMP/NUMA模型组织

  • 页表/页表缓存

  • CPU缓存

  • 内存映射

  • 虚拟内存

  • 伙伴分配器

  • 块分配器

  • 巨型页

  • 页回收

  • 页错误异常处理与反碎片技术

  • 连续内存分配器技术原理

  • 不连续页分配器原理与实现

  • 内存系统调用

  • kmalloc/vmalloc

  • 内存池原理与实现

  • 内存优化与实现

文件系统

  • 虚拟文件系统VFS

  • 通用文件模型

  • 数据结构

  • 文件系统调用

  • 挂载文件系统

  • 无存储文件系统

  • 磁盘文件系统

  • Ext2/Ext3/Ext4文件系统

  • 日志JBD2

  • 用户空间系统

  • FUSE原理机制/接口与实现

进程管理

  • 进程基础

  • 进程原理及状态

  • 生命周期及系统调用

  • task_struct数据结构

  • 进程调度

  • 调度策略

  • 进程优先级

  • 调度类分析

  • SMP调度

网络协议栈

网络基础架构

  • SKB/net_device

  • 网络层分析

  • Linux邻近子系统

  • netlink套接字

  • iptables套接字

  • netfilter框架

  • 内核NIC接口分析

  • mac80211无线子系统

  • 网络协议栈

  • internet控制消息协议(ICMP)

  • 用户数据报协议(UDP)

  • 传输控制协议(TCP)

  • 流控制传输协议(SCTP)

  • 数据报拥塞控制协议(DCCP)

  • IPv4路由选择子系统*

  • 组播/策略/多路径路由选择

  • 接收/发送(IPv4/IPv6)数据报

  • infiniBand栈的架构

  • 系统API调用

  • POSIX网络API调用

  • epoll内核原理与实现

  • 网络系统参数配置

设备驱动

  • 设备子系统

  • I/O机制原理

  • 设备模型

  • 字符设备子系统

  • 网络接口卡驱动

  • Linux设备模型

  • LDM

  • 设备模型和sysfs

  • 字符设备驱动

  • 主设备与次设备

  • 设备文件操作

  • 分配与注册字符设备

  • 写文件操作实现

  • 网卡设备驱动

  • 数据结构

  • 设备方法

  • 驱动程序

  • 块设备驱动

  • 资源管理

  • I/O调度

  • BIO结构原理

  • PCI总线原理

  • 蓝牙子系统

  • HCI层/连接

  • L2CAP

  • BNEP

  • 蓝牙数据包接收架构

2.4 清楚哪些内容后,开始针对每个模块的知识点,系统的学习。

书籍推荐

我要根据自己的实际情况,挑选合适的书籍。例如自己是运维方面的,可以阅读《》、或者自己是想往的可以阅读《》等等。

阅读文章

在学习的时候肯定会遇到一些书本内容难以理解等,这个时候我们需要借鉴一些大神的优秀文章,来帮助自己的掌握知识。

视频学习

在学习的时候,视频往往比文字资料来得更有效果。

1、Linux Kernel Network Drivers - Classification(Linux内核网络驱动程序)

2、Linux Kernel Development(Linux内核开发)

3、The mind behind Linux(Linux背后的思想)

4、Linux Systems Performance(Linux系统性能)

5、Network Driver Interfaces(网络驱动程序接口)

6、Selective module compilation in mainline kernel(在主线内核中编译可选模块):

7、Linux System Programming 6 Hours Course(Linux系统编程6小时课程)

8、Threads and Thread Handing(线程和线程处理)

9、Learning the Linux Kernel with tracing(通过跟踪学习Linux内核)

10、How to Apply a Patch to the Linux Kernel Stable Tree(如何将补丁应用到Linux内核稳定树)

11、Linux Kernel Programming(Linux内核编程- atomic_t数据类型-原子变量和api)

12、Kernel Recipes 2017 - 性能优化大牛Brendan Gregg

内核项目

这些工具,也许能更好帮助我们学习、生产。

大佬论文

只要时间充足,英文不错,可以拜读下,大佬们的学术论文。

2.5 熟读面试题

面试题往往能体现出这个体系里的重点知识,所以我们有必要阅读下面试题。如果自己正想找Linux相关你面试岗位,更加应该看看。

总结

无论我们学习哪个知识,我们应该有章法、有计划、更加应该要有方法,这样的才能学好, 学透。当然,还要勤奋,我们做程序员的,本来就应该多敲代码,多思考。

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