趣谈Linux操作系统
刘超
网易杭州研究院云计算技术部首席架构师
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入门准备篇 (3讲)
开篇词 | 为什么要学习Linux操作系统?
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01 | 入学测验:你究竟对Linux操作系统了解多少?
02 | 学习路径:爬过这六个陡坡,你就能对Linux了如指掌
核心原理篇:第一部分 Linux操作系统综述 (3讲)
03 | 你可以把Linux内核当成一家软件外包公司的老板
04 | 快速上手几个Linux命令:每家公司都有自己的黑话
05 | 学会几个系统调用:咱们公司能接哪些类型的项目?
核心原理篇:第二部分 系统初始化 (4讲)
06 | x86架构:有了开放的架构,才能打造开放的营商环境
07 | 从BIOS到bootloader:创业伊始,有活儿老板自己上
08 | 内核初始化:生意做大了就得成立公司
09 | 系统调用:公司成立好了就要开始接项目
核心原理篇:第三部分 进程管理 (10讲)
10 | 进程:公司接这么多项目,如何管?
11 | 线程:如何让复杂的项目并行执行?
12 | 进程数据结构(上):项目多了就需要项目管理系统
13 | 进程数据结构(中):项目多了就需要项目管理系统
14 | 进程数据结构(下):项目多了就需要项目管理系统
15 | 调度(上):如何制定项目管理流程?
16 | 调度(中):主动调度是如何发生的?
17 | 调度(下):抢占式调度是如何发生的?
18 | 进程的创建:如何发起一个新项目?
19 | 线程的创建:如何执行一个新子项目?
核心原理篇:第四部分 内存管理 (7讲)
20 | 内存管理(上):为客户保密,规划进程内存空间布局
21 | 内存管理(下):为客户保密,项目组独享会议室封闭开发
22 | 进程空间管理:项目组还可以自行布置会议室
23 | 物理内存管理(上):会议室管理员如何分配会议室?
24 | 物理内存管理(下):会议室管理员如何分配会议室?
25 | 用户态内存映射:如何找到正确的会议室?
26 | 内核态内存映射:如何找到正确的会议室?
核心原理篇:第五部分 文件系统 (4讲)
27 | 文件系统:项目成果要归档,我们就需要档案库
28 | 硬盘文件系统:如何最合理地组织档案库的文档?
29 | 虚拟文件系统:文件多了就需要档案管理系统
30 | 文件缓存:常用文档应该放在触手可得的地方
核心原理篇:第六部分 输入输出系统 (5讲)
31 | 输入与输出:如何建立售前售后生态体系?
32 | 字符设备(上):如何建立直销模式?
33 | 字符设备(下):如何建立直销模式?
34 | 块设备(上):如何建立代理商销售模式?
35 | 块设备(下):如何建立代理商销售模式?
核心原理篇:第七部分 进程间通信 (7讲)
36 | 进程间通信:遇到大项目需要项目组之间的合作才行
37 | 信号(上):项目组A完成了,如何及时通知项目组B?
38 | 信号(下):项目组A完成了,如何及时通知项目组B?
39 | 管道:项目组A完成了,如何交接给项目组B?
40 | IPC(上):不同项目组之间抢资源,如何协调?
41 | IPC(中):不同项目组之间抢资源,如何协调?
42 | IPC(下):不同项目组之间抢资源,如何协调?
核心原理篇:第八部分 网络系统 (7讲)
43 预习 | Socket通信之网络协议基本原理
43 | Socket通信:遇上特大项目,要学会和其他公司合作
44 | Socket内核数据结构:如何成立特大项目合作部?
45 | 发送网络包(上):如何表达我们想让合作伙伴做什么?
46 | 发送网络包(下):如何表达我们想让合作伙伴做什么?
47 | 接收网络包(上):如何搞明白合作伙伴让我们做什么?
48 | 接收网络包(下):如何搞明白合作伙伴让我们做什么?
核心原理篇:第九部分 虚拟化 (7讲)
49 | 虚拟机:如何成立子公司,让公司变集团?
50 | 计算虚拟化之CPU(上):如何复用集团的人力资源?
51 | 计算虚拟化之CPU(下):如何复用集团的人力资源?
52 | 计算虚拟化之内存:如何建立独立的办公室?
53 | 存储虚拟化(上):如何建立自己保管的单独档案库?
54 | 存储虚拟化(下):如何建立自己保管的单独档案库?
55 | 网络虚拟化:如何成立独立的合作部?
核心原理篇:第十部分 容器化 (4讲)
56 | 容器:大公司为保持创新,鼓励内部创业
57 | Namespace技术:内部创业公司应该独立运营
58 | CGroup技术:内部创业公司应该独立核算成本
59 | 数据中心操作系统:上市敲钟
实战串讲篇 (9讲)
60 | 搭建操作系统实验环境(上):授人以鱼不如授人以渔
61 | 搭建操作系统实验环境(下):授人以鱼不如授人以渔
62 | 知识串讲:用一个创业故事串起操作系统原理(一)
63 | 知识串讲:用一个创业故事串起操作系统原理(二)
64 | 知识串讲:用一个创业故事串起操作系统原理(三)
65 | 知识串讲:用一个创业故事串起操作系统原理(四)
66 | 知识串讲:用一个创业故事串起操作系统原理(五)
67 | 期末测试:这些操作系统问题,你真的掌握了吗?
结束语 | 永远别轻视任何技术,也永远别轻视自己
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专栏加餐 (2讲)
学习攻略(一):学好操作系统,需要掌握哪些前置知识?
“趣谈Linux操作系统”食用指南
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32 | 字符设备(上):如何建立直销模式?

刘超 2019-06-10
上一节,我们讲了输入输出设备的层次模型,还是比较复杂的,块设备尤其复杂。这一节为了让你更清晰地了解设备驱动程序的架构,我们先来讲稍微简单一点的字符设备驱动。
这一节,我找了两个比较简单的字符设备驱动来解析一下。一个是输入字符设备,鼠标。代码在 drivers/input/mouse/logibm.c 这里。
/*
* Logitech Bus Mouse Driver for Linux
*/
module_init(logibm_init);
module_exit(logibm_exit);
另外一个是输出字符设备,打印机,代码 drivers/char/lp.c 这里。
/*
* Generic parallel printer driver
*/
module_init(lp_init_module);
module_exit(lp_cleanup_module);

内核模块

上一节,我们讲过,设备驱动程序是一个内核模块,以 ko 的文件形式存在,可以通过 insmod 加载到内核中。那我们首先来看一下,怎么样才能构建一个内核模块呢?
一个内核模块应该由以下几部分组成。
第一部分,头文件部分。一般的内核模块,都需要 include 下面两个头文件:
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
如果你去看上面两个驱动程序,都能找到这两个头文件。当然如果需要的话,我们还可以引入更多的头文件。
第二部分,定义一些函数,用于处理内核模块的主要逻辑。例如打开、关闭、读取、写入设备的函数或者响应中断的函数。
例如,logibm.c 里面就定义了 logibm_open。logibm_close 就是处理打开和关闭的,定义了 logibm_interrupt 就是用来响应中断的。再如,lp.c 里面就定义了 lp_read,lp_write 就是处理读写的。
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精选留言(9)

  • 有铭
    问一下老师你的这些图是用啥工具画的?

    作者回复: draw.io

    2019-06-10
    2
  • 耿长学
    /proc文件系统的原理是实现是基于什么?/proc里面这些文件使用的是内存存放还是磁盘存放的,当命令终止后这些文件又去了哪里,怎么销毁的,谢谢,之前买了网络协议的学了不去网络原理
    2019-12-11
  • 耿长学
    您好老师,我想请教一个问题,nohub ping www.baidu.com &的输出存放到哪里去了,如果长时间ping使用kill终止的时候为什么会引起内存升高呢?
    2019-12-11
  • 莫名
    老师讲得很赞
    2019-11-24
  • Sharry
    老师, 在系统初始化和本节的内容中, 我都看到了基于内存文件系统, 让我很好奇它是如何运作的, 不知老师什么时候可以出与之相关的文章呢?
    2019-06-13
  • Sentry
    除了open,close,read,write等,是不是可以加入些异常捕获,异步操作,多线程的函数……

    作者回复: 这就太复杂啦,每一篇文章都找到一本书

    2019-06-11
  • Leon📷
    另外贴上一个字符设备或者块设备都有一个主设备号和次设备号。主设备号和次设备号统称为设备号。主设备号用来表示一个特定的驱动程序。次设备号用来表示使用该驱动程序的各设备。

    作者回复: 赞

    2019-06-10
  • Leon📷
    还有个收获就是程序设计的面向对象的思想,之前开发一个音视频推流服务器,一个音视频类型的操作编码解码都是类中完成,现在看来可以把操作单独设计成一个基类,各种类型的音视频操作都可以继承这个类,代码可以设计的更为优雅

    作者回复: 是的

    2019-06-10
  • Leon📷
    这节意外的收获是学会了怎么画项目结构流程图和各种色调搭配,老师真是多面小能手
    2019-06-10
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