linux内核学习大纲思维导图

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Linux的历史和发展

Linux的哲学和设计原则

Linux与其他操作系统的比较

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流行的Linux发行版（如Ubuntu, Fedora, Debian, Arch Linux）

Linux安装和配置

环境设置和日常使用

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x86架构详解（包括32位和64位）

ARM架构和RISC-V架构基础

内存管理基础（物理内存、虚拟内存、内存映射）

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存储技术（HDD, SSD, RAID）

I/O接口和协议（ATA, SATA, SCSI, NVMe）

网络基础（网络模型、TCP/IP协议栈、无线通信）

内核组件和子系统

进程管理（调度器、任务调度、进程状态）

内存管理（页表、内存分配、Slab分配器）

文件系统（VFS, ext4, XFS, Btrfs）

设备驱动（字符设备、块设备、网络设备）

网络子系统（协议栈、网络设备驱动、套接字）

Linux内核中断处理

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进程模型（进程、线程、轻量级进程）

进程创建、执行和终止

进程间通信（管道、信号、消息队列、共享内存）

线程同步（互斥锁、读写锁、条件变量）

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调度算法（时间片轮转、优先级调度、公平调度）

实时调度和混合调度

调度器的实现和优化

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页表管理、换页和交换

内存压缩和透明大页（THP）

内存分配策略（Slab, Slub, SLOB）

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内存映射文件（mmap）

共享内存和内存池

虚拟内存的调试和性能优化

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VFS的核心概念和数据结构

文件系统类型（ext4, XFS, Btrfs, FUSE）

文件系统操作的实现

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索引节点（inode）和目录结构

文件系统挂载和卸载

文件系统的备份和恢复

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字符设备和块设备驱动

设备文件和特殊文件的创建

设备驱动的加载和卸载

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网络栈和设备驱动的交互

网络设备驱动的实现

高速网络和多队列技术

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TCP/IP协议栈的实现细节

网络设备驱动和网络核心

套接字层和应用层协议

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网络接口的配置和管理

网络监控和调试工具

网络安全和防火墙

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SELinux和AppArmor的工作原理

内核安全漏洞和防护措施

内核代码的审计和加固

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内核崩溃分析和调试技术

系统监控和性能分析工具

错误恢复和容错机制

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系统调用的实现机制

系统调用与用户空间的交互

系统调用的性能优化

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系统监控工具（top, htop, vmstat）

性能分析工具（perf, oprofile）

系统调用跟踪和监控

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电源管理的内核支持

挂起模式和休眠模式

节能技术和CPU频率调整

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电池驱动的开发和维护

电池寿命优化策略

电池状态监控和管理

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内核源码目录结构

内核配置和编译流程

内核编程的最佳实践

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模块编写和加载

模块依赖管理和生命周期

模块的调试和测试

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实时Linux内核的特点和需求

PREEMPT_RT补丁和实时调度

实时任务和实时进程的管理

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容器技术的工作原理（Docker, Kubernetes）

轻量级虚拟化技术（LXC, QEMU, KVM）

虚拟化和容器化的安全性

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嵌入式Linux系统的特点和挑战

交叉编译和目标环境开发

嵌入式Linux发行版和定制

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内核文档的阅读和理解

内核邮件列表和补丁提交流程

内核开发者社区和活动

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Linux基金会和相关项目

如何参与Linux内核开发

贡献代码和文档的流程

这个详细的大纲提供了一个全面的框架，涵盖了从Linux操作系统的基础知识到内核开发的高级主题。学习者可以根据自己的兴趣和需求，选择特定的领域深入学习。