北京大学Linux内核分析与驱动编程讲义

"北大Linux内核开发入门驱动讲义，主要涵盖了Linux内核分析与驱动编程的相关知识，适合计算机科学与技术专业，特别是软件工程方向的学生选修。课程由荆琦教授主讲，旨在通过48学时的学习，使学生掌握操作系统设计原理，了解Linux内核结构，并具备在Linux上开发驱动程序的能力。课程要求学生有数据结构、操作系统、计算机体系结构、C语言和汇编语言的基础。课程内容包括但不限于：课程介绍、进程管理与调度、中断处理、系统调用、内核同步、内存管理、文件系统、内核设备模型等。" 在这一讲义中，Linux内核开发是一项核心主题，它涉及到对操作系统内核的理解和实际编程。Linux内核是操作系统的核心部分，负责管理系统的硬件资源，如处理器、内存以及输入/输出设备，同时提供了一个平台供用户空间的应用程序运行。对于初学者，理解内核的基本结构和工作原理至关重要。 首先，课程介绍了Linux社区的背景，强调了参与开源项目的重要性，因为Linux内核本身就是一个大规模的开源项目，开发者和贡献者遍布全球。学习这部分内容有助于理解Linux内核的发展历程和社区文化。 接着，课程深入到Linux内核的细节，包括内核的初始化、进程管理、调度策略、中断处理和系统调用。这些知识点构成了内核的基础，理解它们可以帮助开发者更好地控制系统的运行。 内核同步是多线程编程中的关键概念，尤其是在内核级代码中，避免数据竞争和死锁是至关重要的。课程会讲解互斥锁、信号量、条件变量等同步机制。 内存管理是操作系统的重要组成部分，课程将分为两部分讲解，包括物理内存的分配、虚拟地址到物理地址的映射以及交换和页面替换策略等。 文件系统部分则涉及Linux如何组织和管理磁盘上的数据，包括文件的创建、打开、读写以及目录操作。 最后，课程还会涉及内核设备模型，这是理解设备驱动程序的关键，包括设备驱动的架构、时钟管理、I/O操作和PCI设备驱动的编写。 通过这门课程，学生不仅能够了解Linux内核的工作方式，还能具备开发驱动程序的能力，为未来在相关领域的工作或实习奠定坚实基础。对于那些没有学过相关预备知识的学生，建议先自学或补充学习必要的基础知识，以充分理解和掌握课程内容。