系统介绍,进程管理,内存管理等内容讲解
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linux内核学习大纲思维导图模板大纲
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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
中断和中断处理基础
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硬件中断与软件中断(软中断)
中断向量和中断描述符表(IDT)
中断处理流程和中断服务例程(ISR)
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注册中断处理程序
中断处理程序的实现
中断处理程序的同步和锁定
中断处理的高级概念
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可屏蔽中断与不可屏蔽中断(IRQs)
中断优先级和嵌套处理
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多设备共享一个中断线
中断共享的处理策略
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负载均衡技术
平衡中断处理负载
Linux内核中的中断处理机制
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顶半部处理的概念和实现
底半部处理的概念和实现
任务队列(Tasklets)和软中断(Softirqs)
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线程化中断模型
内核线程用于中断处理
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动态注册和注销中断
中断的动态共享和管理
定时器和时间管理
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定时器的配置和使用
高精度定时器(HRTimers)
定时器的同步和异步操作
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时钟事件和时钟源
系统时间(System Time)的维护
时钟同步和NTP
中断处理的优化和调试
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减少中断处理时间的策略
中断协调和批处理技术
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使用内核调试工具(如kdb, kgdb)
内核日志(Klog)和跟踪(Kprobes, Ktrace)
特定硬件的中断处理
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块设备和网络设备的中断处理
设备驱动中的中断管理
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实时任务和中断的关联
实时中断处理的特殊要求
中断处理的安全性和稳定性
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预防中断处理程序的安全问题
中断处理程序的沙箱化
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处理中断风暴和洪水攻击
确保中断处理的健壮性
内核启动和初始化
引导过程(BIOS, UEFI, bootloader)
内核初始化(启动参数、模块加载、运行级别)
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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。
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