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爱吃萝卜炖土豆
发布于 2021-08-02 20:30
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Linux内核这么复杂,我该如何学习?看看我是怎么学习的

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》

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。
image.png
源码组织结构
源码组织结构

2.3 清楚Linux内核每个模块里包含了哪些

图片说明

内存管理

  • 内存管理
    • 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

《Linux内核完全注释V3.0书签版》

《Linux命令行大全 - 绍茨 (william E.shotts)》

《Linux命令速查手册》

《Linux就该这么学》

《Linux性能优化大师》

《Linux环境编程:从应用到内核》

《Linux集群和自动化运维 余洪春》

《Linux驱动程序开发实例(第2版)》

《Linux高级程序设计(第3版)》

《构建高可用Linux服务器(第4版)》

《深入了解Linux内核》

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《Linux集群和自动化运维 余洪春》、或者自己是想往Linux C/C++服务器开发的可以阅读《深入了解Linux内核》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)百度网盘:qdt5

2、Linux Kernel Development(Linux内核开发)百度网盘:vg1u

3、The mind behind Linux(Linux背后的思想)百度网盘:zgnu

4、Linux Systems Performance(Linux系统性能)百度网盘:9qom

5、Network Driver Interfaces(网络驱动程序接口)百度网盘:xpke

6、Selective module compilation in mainline kernel(在主线内核中编译可选模块):百度网盘:l56j

7、Linux System Programming 6 Hours Course(Linux系统编程6小时课程)百度网盘:hc2d

8、Threads and Thread Handing(线程和线程处理)百度网盘:erxm

9、Learning the Linux Kernel with tracing(通过跟踪学习Linux内核)百度网盘:066g

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)百度网盘:955e

11、Linux Kernel Programming(Linux内核编程- atomic_t数据类型-原子变量和api)百度网盘:njt0

12、Kernel Recipes 2017 - 性能优化大牛Brendan Gregg 百度网盘:lrex

内核项目
这些工具,也许能更好帮助我们学习、生产。
图片说明
大佬论文
image.png

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。
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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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文章资源来源于Github项目,感兴趣的小伙伴可以去star、fork一下:Linux内核学习资料

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