Linux内核与驱动编程入门：从进程管理到设备驱动

"该资源是关于Linux内核分析与驱动编程的课程资料，涵盖了从基础概念到高级主题的全面讲解。课程由北京大学软件与微电子学院的荆琦教授主讲，旨在让学生通过学习Linux内核的工作原理，掌握操作系统设计的核心概念，并能编写Linux驱动程序。课程包括12个讲座，涉及进程管理、中断处理、内核同步、内存管理、文件系统、设备驱动等多个关键领域。" 在Linux内核分析方面，课程首先介绍了Linux社区及其内核的基本概念，让学习者了解Linux操作系统的发展背景和生态。接着，深入探讨了进程管理与调度，这是操作系统中的核心组件，负责高效地分配和管理系统的计算资源。这部分内容会涵盖进程的状态转换、调度算法以及上下文切换等重要概念。 在中断处理和系统调用部分，学生将学习如何在硬件事件发生时，内核如何响应并执行相应的处理程序，以及系统调用作为用户空间与内核空间交互的主要手段，如何安全地执行特权级操作。内核同步则讲解了在多线程环境下，如何避免竞态条件和死锁，确保内核数据的一致性。 内存管理是操作系统的关键组成部分，课程分为两部分详细讲解。第一部分可能涉及物理内存分配、页表管理、内存映射等；第二部分可能会讨论更复杂的内存管理策略，如交换、内存碎片控制等。文件系统部分，将介绍Linux如何组织和管理磁盘上的数据，包括VFS（虚拟文件系统）层次结构、文件的I/O操作等。 在设备驱动编程方面，课程涵盖了内核设备模型，使学生理解如何抽象和管理硬件设备。此外，还详细讲解了时钟管理、设备I/O以及PCI设备驱动程序的编写方法。特别地，针对字符设备和块设备，课程提供了专门的讲座，阐述这两种不同类型的驱动设计原则。最后，还涉及了USB设备和网络设备的驱动程序开发，这些都是现代计算机系统中不可或缺的部分。 通过这门课程，学生不仅能够理解Linux内核的工作机制，还能具备开发实际驱动程序的能力，为未来在操作系统领域的研究或工作奠定坚实的基础。同时，课程要求学生具备一定的先修知识，如数据结构、操作系统、计算机体系结构、C语言和汇编语言，以确保能够跟上课程的进度和深度。