Linux内核源码分析代码详解

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本系列文章主要是近期针对Linux进程调度源码进行阅读与分析后的经验总结，分析过程中可能结合部分Linux网络编程的相关知识以便于理解，加深对Linux进程调度的理解和知识分享。

本系列文章主要结合Linux3.10.1内核版本源代码以及部分Linux2.4内核版本源代码进行分析，主要涉及fork(),vfork(),clone()应用层函数的底层实现原理，schedule调度器的实现以及CFS完全公平调度策略算法的分析。

1、进程管理专题

1.1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

1.2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

1.3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

1.4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

2.内存管理专题

2.1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

2.2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

2.3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

2.4内存系统调用

	kmalloc/vmaloc
	BRK
	内存池机制
	内存优化

3.设备驱动专题

3.1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

3.2字符设备驱动

	file_operations原理
	系统调用流程
	ioctl流程
	请求中断

3.3块设备驱动

	资源管理
	I/O调度
	BIO结构原理
	PCI总线原理

3.4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

3.5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

4.网络协议专题

4.1网络系统架构

	接收缓冲区
	发送缓冲区
	netfilter
	iptables

4.2网络协议栈

	TCP/UDP
	TCP控制块
	IP协议
	netlink机制

4.3系统API

	POSIX网络API
	epoll实现原理
	socket初始化
	网络系统参数设置

5.内核组件专题

5.1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

6.2系统缓存

	页缓存实现
	块缓存实现

7.3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

8.文件系统专题

8.1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

8.2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

8.3磁盘文件系统

	Ext2文件系统
	Ext3文件系统
	Ext4文件系统

8.4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

9.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

10.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