Linux 内核分析与应用

在庞大的Linux内核源代码学习中,如何抓住主要线索和思路,如何让所学能够切实地应用起来,本课程主讲以自己20年来对Linux内核的研究和教学为基础,对所讲内容进行有效的归纳,以机制与策略分离为指导思想,对Linux内核的设计思想和数据结构进行分析,让大家在每一章学习后,通过编写Linux内核模块并分析源代码,引领大家进入Linux内核的大门。同时邀请内核专家谢宝友老师和一线工程师张天飞,分享多年企业一线的内核实战经验,让你在动手实践的同时,能够一以贯之,从理论到实践,从实践到理论,打通知识之间的脉络,掌握系统级软件设计的思路和方法。欢迎大家学习开源世界的顶级作品-Linux内核。

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Linux 内核分析与应用课程简介:

在庞大的Linux内核源代码学习中,如何抓住主要线索和思路,如何让所学能够切实地应用起来,本课程主讲以自己20年来对Linux内核的研究和教学为基础,对所讲内容进行有效的归纳,以机制与策略分离为指导思想,对Linux内核的设计思想和数据结构进行分析,让大家在每一章学习后,通过编写Linux内核模块并分析源代码,引领大家进入Linux内核的大门。同时邀请内核专家谢宝友老师和一线工程师张天飞,分享多年企业一线的内核实战经验,让你在动手实践的同时,能够一以贯之,从理论到实践,从实践到理论,打通知识之间的脉络,掌握系统级软件设计的思路和方法。欢迎大家学习开源世界的顶级作品-Linux内核。

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Linux 内核分析与应用课程目录:

第1章 概述

--1.1 Linux操作系统概述

--1.2 Linux内核结构以及内核模块编程

--1.3 Linux内核源码中的双链表结构

--1.4 源码分析-内核中的哈希表

--1.5 动手实践-Linux内核模块的插入和删除

第2章 内存寻址

--2.1 内存管理之内存寻址

--2.2 段机制

--2.3分页机制

--2.4 动手实践-把虚拟地址转换成物理地址

第3章 进程管理

--3.1 进程概述

--3.2 Linux进程创建

--3.3 Linux进程调度

--3.4 动手实践-打印进程描述符task_struct中的字段

--3.5工程实践-基于内核模块的负载监控

第4章 内存管理

--4.1 Linux内存管理机制

--4.2 进程用户空间管理机制

--4.3 物理内存分配与回收机制(上)

--4.4 物理内存分配与回收机制(下)

--4.5 动手实践-Linux内存映射基础(上)

--4.6 动手实践-Linux内存映射实现(中)

--4.7 动手实践-Linux内存映射测试(下)

--4.8 初学者对内存管理的常见疑惑

第5章 中断

--5.1 中断机制概述

--5.2 中断处理机制

--5.3 中断下半部处理机制

--5.4 时钟中断机制

--5.5 动手实践-中断上半部的代码分析及应用

--5.6 动手实践-中断下半部的代码分析及应用

第6章 系统调用

--6.1 Linux中的各种API

--6.2 系统调用机制

--6.3 动手实践-添加系统调用(系统调用日志收集系统)

第7章 内核同步

--7.1 内核同步概述

--7.2 内核同步机制

--7.3 动手实践-内核多任务并发实例(上)

--7.4 动手实践-内核多任务并发实例(下)

第8章 文件系统

--8.1 虚拟文件系统的引入

--8.2 虚拟文件系统的主要数据结构

--8.3 文件系统中的各种缓存

--8.4 页高速缓存机制以及读写

--8.5 动手实践-编写一个文件系统(上)

--8.6 动手实践-编写一个文件系统(中)

--8.7 动手实践-编写一个文件系统(下)

第9章 设备驱动

--9.1 设备驱动概述

--9.2 I/O空间管理

--9.3 设备驱动模型

--9.4 字符设备驱动程序简介

--9.5 块设备驱动程序简介

--9.6 动手实践-编写字符设备驱动程序

--9.7工程实践-编写块设备驱动的基础(上)

--9.8 工程实践-块设备驱动程序分析(中)

--9.9 工程实践-块设备驱动程序实现(下)

致谢与说明

--致谢与说明

考试

直播视频:从Linux内核学习到自主操作系统研发

附录:实验代码、课件以及相关素材

Linux 内核分析与应用授课教师:

陈莉君-教授-西安邮电大学-计算机学院

陈莉君,教授,任教于西安邮电大学,自1999年以来致力于推动Linux在中国的发展,深入研究Linux内核相关理论以及技术,跟踪Linux内核发展动向,针对Linux内核版本的不断演化,连续编写和翻译了十多部相关专著、译著及教材。其中专著《Linux操作系统内核分析》曾被指定为中科院考博参考书。翻译的《深入理解Linux内核》和《Linux内核设计与实现》(各三版)是Linux内核爱好者的必读书。撰写的《Linux操作系统原理与应用》被列为国家“十一五”规划教材,并获陕西省优秀教材二等奖。带领的西邮Linux兴趣小组成功举办了十多届“国际自由软件日”活动。在多年的教学和科研中,培养了一批批活跃在Linux第一线的科技人员和优秀学生。2014年被评为陕西省教学名师,2015年获得陕西省师德先进的荣誉称号,2012年和2018年被中国开源联盟授予“开源杰出贡献奖”。

谢宝友-软件工程师-西安邮电大学-软件事业部

谢宝友,阿里巴巴系统软件事业部内核软件工程师。他以奇特的经历进入IT行业,在编程一线工作已经有20年时间,其中最近10年时间工作于Linux操作系统内核。在中兴通讯操作系统产品部工作期间,他作为技术总工参与的电信级嵌入式实时操作系统,获得了行业最高奖----中国工业大奖。同时,他也是中国开源软件推进联盟专家委员会委员,Linux ZTE架构的Maintainer,向Linux提交了4000多行代码。他翻译的《深入理解并行编程》一书已经于2017年出版。该书原作者PaulE.McKeney是IBM Linux中心领导者、Linux RCU Maintainer。 目前,他在维护阿里集团数以万计生产服务器稳定性的同时,也在利用业余时间继续编写DIM-SUM操作系统,并根据此操作系统编写《国产自研操作系统设计与实现》一书。

张天飞--西安邮电大学-

张天飞,企业一线工程师,在Linux圈子里人称“笨叔叔”。2017年9月出版《奔跑吧Linux内核》一书,2019年2月出版《奔跑吧Linux内核*入门篇》一书,被国内多家高校选为操作系统课程的实验辅导教材。

王小银-副教授-西安邮电大学-计算机学院

王小银,女,副教授。 1999年至今在西安邮电大学计算机学院工作,从事计算机软件方面的教学和科研工作,主讲Python语言程序设计、操作系统、Linux应用与开发等课程。目前主要从事可信软件、智能算法和大数据挖掘分析等方面的研究。主编教材2部 ,参编6部 ,专著1部 。

刘霞林-讲师-西安邮电大学-计算机学院

刘霞林,西安邮电大学计算机学院软工系讲师,在读博士。多年来教授《操作系统》、《Linux操作系统原理与应用》、《Linux操作系统》等课程,长期深入研究Linux内核、从事Linux内核级开发。曾参与编写《Linux内核编程》第一版、第二版,发表多篇Linux开发的学术文章。近年来从事云计算数据中心能耗优化的科学研究,参加多个有关云计算、复杂网络、信息安全方向的科研项目并发表相关文章。

张丽丽-讲师-西安邮电大学-计算机学院

张丽丽,女,就职于西安邮电大学计算机学院软件工程系,主讲《操作系统》、《面向对象设计》、《C语言程序设计》等课程。主持厅局级“大数据环境下数据中心资源调度节能技术研究与应用”项目、西安邮电大学青年教师科研基金“Linux内核能耗管理特性支持分析与优化”项目,参与国家工信厅“我国工业化和信息化融合的通信标准体系研究”项目,参与陕西省教育厅“微观自适应web学习系统的心智努力趋势模型研究”项目,参与 “手机内置传感器信息在行为识别中的应用研究”等项目。主持校级教改项目“基于任务驱动的语言类课程幕课改革”,参与陕西省精品资源共享课程-操作系统课程建设,指导多名学生参加“蓝桥杯软件设计大赛”,多次获国家级奖励。获西安邮电大学第六届青年教师授课比赛三等奖。

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