资源简介：
课程简介：
本课程的内容很简单，分析透彻一个简单的文件系统，分析透彻一个设备驱动，课后检验和作业也简单，学习者独立写一个简单文件系统，独立写一个设备驱动。如果完成课程，达到课后目标，相信我，你已经超过了国内主流公司绝大多数人的内核水准。 老师致学习者的话：我认为，计算机技术层面可以分为系统和架构、语言和编译、OS。而系统内核无疑是其中最有难度，学习路径最陡峭的一部分。各位既然选择业余时间来学习这门艰深的课程，想必对自己有所期许，也有投入的计划。诚实的说，本课程确实不是容易通过的，但对有志向的各位来说，如果很容易通过，那么别人也会很容易。既然大家都容易得到，那么价值就大打折扣了。由此有志于此的学习者需要做好挑战的准备。老师只是课程的引导者，而非代替学习者实践和思考的人。学习者可以利用网络搜索和自行发现答案，我想这一定可以大大提升学习者的信心。 本课程不需要太多内核方面的知识。毕竟这是一门从基础开始的课程。基本的c语言编程知识还是需要的，起码要编译过内核，能配置内核编译的选项。 本课程的内容设置和典型的教科书不同，也和其它类似的教程不同，课程设置完全反应了老师的思考和对国内工业界现实的理解。将OS内核分为基础层面和应用层面是作者的一个创造，也是导引学习者快速入门和学以致用的关键。本课程包括对OS内存和任务调度的应用，但并不包括这些的原理。因为老师并不认为知识的堆彻就可以加深理解和思考，学习—应用—创新—再学习是作者理解的最好路径。如果能学以致用，就已经达到很深的程度。毕竟这只是起步阶段，太多的知识只会打击初学者的信心。 虽然课程有大量的学习内容，但课程的目的不是为了掌握某些知识，而是为了了解学习的方法，再进一步了解思考的方式。我一直认为，独立学习是重要的，而独立思考能力是最重要的。所以课程作业可能和课程的内容并没关系，甚至是课程里面完全没有的内容。没问题，如果深入思考，作业不会超过初学者可以达到的水准，而找到答案的学习者，会发现已经找到了自己的学习之路。 课程大纲：第1课前言(第一阶段：基础知识)国内内核应用的现状各大公司内核应用情况的介绍（百度、阿里、腾讯、IBM、intel、华为等）国内普遍的内核应用模式和问题 内核在当前的主流应用云计算和虚拟化中内核的应用设备开发中驱动的开发分布式系统应用：分布式文件系统， 如何学习内核带着使用的目的学习内核，边学边用，学以致用阅读和修改活着的代码，而非读书籍以培养阅读代码的能力为主，而非具体知识的学习 内核基础层的范畴内核基础层和应用层的划分逻辑从代码量和应用模式理解应用层和基础层 学习方法和内容切勿贪大求全，聚焦关键应用领域奠定基础，循序渐进兴趣是第一驱动力本课程提出的学习方法和内容 第2课内核基础层数据结构(第一阶段：基础知识)内核数据结构双向链表Hash链表单向链表红黑树Radix树 内核同步机制自旋锁内核信号量自旋锁和内核信号量的区别原子变量completion每CPU变量RCU无锁机制 第3课内核基础层提供的服务内核中使用内存Linux内存管理基础-伙伴系统和slab从伙伴系统申请内存从slab系统申请内存 内核中的任务调度内核中进程调度的目的和应用范围从例子程序学习进程调度内核进程调度的几种方式 软中断和tasklet软中断和中断的关系内核缺省定义的软中断—BLOCK_SOFTIRQ、NET_TX_SOFTIRQ、NET_RX_SOFTIRQtakslet 工作队列可以被调度的工作队列创建自己的工作队列 第4课（第二阶段：文件系统）文件系统的基本概念虚拟文件系统VFS超级块目录项dentry索引节点inode文件—和进程有关的概念 文件系统的架构超级块在文件系统中的基础作用Dentry—将文件组织为树状Inode—文件的代表文件—和进程有关的逻辑对象 从代码层次理解文件系统写一个最简单文件系统登记文件系统文件系统申请自身的数据结构文件系统创建目录和文件 第5课文件的打开过程 第6课sysfs文件系统（第二阶段：文件系统）Sysfs—为设备服务的特殊文件系统Sysfs的作用以及sysfs和dev目录、proc文件系统的区别Sysfs文件系统的初始化目录文件的创建普通文件的创建 文件的打开过程和普通文件打开过程的衔接为文件创建inode结构为dentry结构绑定属性在文件中保存私有数据 文件的读写读文件的过程分析写文件的过程分析 为对象属性服务的Kobject结构Kobject概念和作用利用koject理解总线的注册 第7课文件系统的读写（第二阶段：文件系统）文件系统的page cache机制buffer I/O和direct I/O块缓存和page cachePage cache的管理Page cache的状态 文件预读预读的作用预读机制的架构和算法 文件锁概念和应用建议锁和强制锁读锁和写锁 文件读过程代码分析硬盘操作模式和文件读写的关系文件同步操作和异步操作页状态和读操作的关系读操作的返回 文件写过程代码分析 第8课通用块层和scsi层（第二阶段：文件系统）块设备队列Scsi块设备队列电梯算法和电梯对象硬盘HBA抽象层 IO的顺序控制 IO调度算法IO调度算法的架构Noop调度算法Deadline调度算法 IO的处理过程IO插入队列的过程IO出队列的过程IO返回路径 第9课一个真实的文件系统ext2(第二阶段)Ext2文件系统的布局Ext2文件系统的目录树Ext2文件系统的内容管理Ext2文件系统的读写 第10课设备概念和架构（第三阶段）设备概念和架构设备的端口和设备内存设备中断和DMA总线对设备的扫描设备驱动管理 理解PCI总线Pci设备工作原理Pci总线域Pci资源管理Pci配置空间设置和读取 PCI设备的扫描和发现扫描系统0号总线扫描总线上的pci设备扫描多功能设备扫描single设备设备信息和属性 第11课字符设备和input文件系统和设备的关系代表设备的文件字符设备和字符设备的缺省处理函数 Input设备注册主从设备号设备区间的登记注册字符设备打开input设备 Input设备的架构分析注册input设备的驱动设备和驱动的匹配方式注册input设备 第12课platform总线从驱动发现设备的过程Q40kbd键盘驱动的初始化注册platform驱动将驱动注册到总线驱动加载遍历总线上的设备 从设备找到驱动的过程注册设备和总线注册设备的资源信息添加设备对象 第13课块设备块设备的架构块设备、通用磁盘对象和队列块设备和通用磁盘对象的绑定块设备的队列和应用 块设备的创建和使用过程分析块设备例子-nbd驱动初始化为通用磁盘对象创建队列通用磁盘对象加入系统 块设备文件系统块设备文件系统的设计思路块设备文件系统的初始化 块设备打开的过程块设备对象块设备的打开过程
