Linux内核源代码分析

出版者:机械工业出版社

作者:(美)Scott Maxwell

页数:633

译者:冯锐/邢飞/等

出版时间:2000-06

价格:69.00

装帧:平装

isbn号码:9787111080923

具体描述

Linux拥有现代操作系统所有的功能，如真正的抢先式多任务处理、支持多用户，内存保护，虚拟内存，支持SMP、UP，符合POSIX标准，联网、图形用户接口和桌面环境。具有快速性、稳定性等特点。本书通过分析Linux的内核源代码，充分揭示了Linux作为操作系统的内核是如何完成保证系统正常运行、协调多个并发进程、管理内存等工作的。

现实中，能让人自由获取的系统源代码并不多，通过本书的学习，将大大有助于读者编写自己的新程序。本书附赠光盘，有关光盘内容请见附录C。

目录信息

译者序
前言
第一部分 Linux内核源代码
arch/i386/kemel/entry.S
arch/i386/kernel/init_task.c
arch/i386/kernel/irq.c
arch/i386/kernel/irq.h
arch/i386/kernel/process.c
arch/i386/kernel/signal.c
arch/i386/kernel/smp.c
arch/i386/kernel/time.c
arch/i386/kernel/traps.c
arch/i386/lib/delay.c
arch/i386/mm/fault.c
arch/i386/mm/init.c
fs/binfmt-elf.c
fs/binfmt_java.c
fs/exec.c
include/asm-generic/smplock.h
include/asm-i386/atomic.h
include/asm-i386/current.h
include/asm-i386/dma.h
include/asm-i386/elf.h
include/asm-i386/hardirq.h
include/asm-i386/page.h
include/asm-i386/pgtable.h
include/asm-i386/ptrace.h
include/asm-i386/semaphore.h
include/asm-i386/shmparam.h
include/asm-i386/sigcontext.h
include/asm-i386/siginfo.h
include/asm-i386/signal.h
include/asm-i386/smp.h
include/asm-i386/softirq.h
include/asm-ie86/spinlock.h
include/asm-i386/system.h
include/asm-i386/uaccess.h
include/linux/binfmts.h
include/linux/capability.h
include/linux/elf.h
include/linux/elfcore.h
include/linux/interrupt.h
include/linux/kernel.h
include/linux/kamel_stat.h
include/linux/limits.h
include/linux/mm.h
include/linux/module.h
include/linux/msg.h
include/linux/personality.h
include/linux/reboot.h
include/linux/resource.h
include/linux/sched.h
include/linux/sem.h
include/linux/shm.h
include/linux/signal.h
include/linux/slab.h
include/linux/smp.h
include/linux/smp_lock.h
include/linux/swap.h
include/linux/swapctl.h
include/linux/sysctl.h
include/linux/tasks.h
include/linux/time.h
include/linux/timer.h
inc1ude/linux/times.h
include/linux/tqueue.h
include/linux/wait.h
init/main.c
init/version.c
ipc/msg.c
ipc/sem．c
ipc/shm.c
ipc/util.c
kernel/capability.c
kernel/dma.c
kernel/exec_domain.c
kernel/exit.c
kernel/fork.c
kernel/info.c
kernel/itimer.c
kernel/kmod.c
kernel/module.c
kernel/panic.c
kernel/printk.c
kernel/sched.c
kernel/signal.c
kernel/softirq．c
kernel/sys.c
kernel/sysctl.c
kernel/time.c
mm/memory．c
mmj/mlock.c
mm/mmap.c
mm/mprotect.c
mm/mremap.c
mm/page_alloc.c
mm/page_io.e
mm/slab.c
mm／swap.c
mm/swap_state.c
mm/swapfile.c
mm/vmalloc．c
mm/vmscan.c
第二部分 Linux内核源代码分析
第1章 Linux简介
1．1 Linux和Unix的简明历史
l．2 GNU通用公共许可证
1．3 Linux开发过程
第2章 代码初识
2．1 Linux内核源程序的部分特点
2．1．1 gCC特性的使用
2．1．2 内核代码习惯用语
2．1．3 减少#if和#ifdeng使用
2．2 代码样例
2．2．1 printk
2．2．2 等待队列
2．2．3 内核模块
2．3 配置与编译内核
2．3．1 配置内核
2．3．2 构建内核
2．3．3 备份的重要性
2．3．4 发布你的改进
第3章 内核体系结构概述
3．1 内核设计目标
3．1．1 清晰性
3．1．2 兼容性
3．1．3 可移植性
3．1．4 健壮性和安全性
3．1．5 速度
3．2 内核体系结构初识
3．3 内核体系结构的深入了解
3．4 Linux内核的类型
3．5 设计和实现的关系
3．5．1 内核源程序目录结构
3．5．2 体系结构相关和体系结构无关的代码
第4章 系统初始化
4．1 引导PC机
4．2 初始化Linux内核
4．2．1 BogoMIPS
4．2．2 分析内核选项
4．3 init
第5章 系统调用
5．1 什么是系统调用
5．2 如何激活系统调用
5．2．1 system_call
5．2．2 lcall7
5.3 系统调用样例
第6章 信号、中断和时间
6.1 锁的概述
6.2 信号
6.2.1 数据结构
6.2.2 应用函数
6.2.3 传送信号
6.2.4 其他有关信号的函数
6.2.5 内核如何区分实时信号和非实时信号
6.3 中断
6.3.1 中断请求：IRQ
6.3.2 下半部分
6.3.3 数据结构
6.3.4 操作和IRQ
6.3.5 硬件中断处理程序和下半部分
6.4 时间
第7章 进程和线程
7.1 调度和时间片
7.2 实时进程
7.3 优先级
7.4 进程ID：PID
7.5 引用计数
7.6 权能
7.7 进程在内核中是如何表示的
7.8 进程来源：fork和__clone
7.9 运行新程序
7.10 可执行格式
7.11 调度及它们是如何运行的
7.11.1 调度函数和调度策略
7.11.2 计算goodness值
7.11.3 非实时优先级
7.11.4 实时优先级
7.12 遵守限制
7.12.1 权能
7.12.2 用户ID和组ID
7.12.3 资源限制
7.13 进程的结束
7.13.1 exit
7.13.2 Wait
第8章 内存
8.1 虚拟内存
8.1.1 交换和分页
8.1.2 地址空间
8.1.3 内存管理单元
8.1.4 页目录和页表
8.1.5 转换后备缓存
8.1.6 段
8.2 进程的内存组织
8.2.1 struct vm_area_struct
8.2.2 struct vm_operations_truct
8.2.3 struct mm_struct
8.2.4 VMA的操作
8.3 分页
8.3.1 页面保护详述
8.3.2 写拷贝
8.3.3 页面错误
8.3.4 页面调出
8.4 交换设备
8.5 内存映射mmap
8.6 用户空间和内核空间的动态内存
8.6.1 brk
8.6.2 vmalloc和vfree
8.7 主存储器信息转储
第9章 System V IPC
9.1 消息队列
9.2 信号量
9.3 共享内存
第10章 对称多处理
10.1 并行程序设计概念及其原语
10.1.1 原子操作
10.1.2 test-and-set
10.1.3 信号量
10.1.4 自旋锁
10.2 APIC和CPU-To-CPU通信
10.3 SMP支持如何影响内核
10.3.1 对调度的影响
10.3.2 smp_local_timer_interrupt
10.3.3 lock_kernel和unlock_kernel
10.3.4 softirq_trylock
10.3.5 cli和sti
10.3.6 irq_enter和irq_exit
第11章 可调内核参数
11.1 /proc/sys支持
11.2 sysctl系统调用
附录A Linux 2.4
附录B GNU通用公共许可证
附录C 光盘上的内容及系统需求
· · · · · · (收起)

读后感

Linux拥有现代操作系统所有的功能，如真正的抢先式多任务处理、支持多用户，内存保护，虚拟内存，支持SMP、UP，符合POSIX标准，联网、图形用户接口和桌面环境。具有快速性、稳定性等特点。本书通过分析Linux的内核源代码，充分揭示了Linux作为操作系统的内核是如何完成保证系统...

Linux拥有现代操作系统所有的功能，如真正的抢先式多任务处理、支持多用户，内存保护，虚拟内存，支持SMP、UP，符合POSIX标准，联网、图形用户接口和桌面环境。具有快速性、稳定性等特点。本书通过分析Linux的内核源代码，充分揭示了Linux作为操作系统的内核是如何完成保证系统...

Linux拥有现代操作系统所有的功能，如真正的抢先式多任务处理、支持多用户，内存保护，虚拟内存，支持SMP、UP，符合POSIX标准，联网、图形用户接口和桌面环境。具有快速性、稳定性等特点。本书通过分析Linux的内核源代码，充分揭示了Linux作为操作系统的内核是如何完成保证系统...

Linux拥有现代操作系统所有的功能，如真正的抢先式多任务处理、支持多用户，内存保护，虚拟内存，支持SMP、UP，符合POSIX标准，联网、图形用户接口和桌面环境。具有快速性、稳定性等特点。本书通过分析Linux的内核源代码，充分揭示了Linux作为操作系统的内核是如何完成保证系统...

Linux拥有现代操作系统所有的功能，如真正的抢先式多任务处理、支持多用户，内存保护，虚拟内存，支持SMP、UP，符合POSIX标准，联网、图形用户接口和桌面环境。具有快速性、稳定性等特点。本书通过分析Linux的内核源代码，充分揭示了Linux作为操作系统的内核是如何完成保证系统...

用户评价

这本书的封面设计得非常有吸引力，那种深邃的蓝黑色调，配上简洁有力的白色字体，立刻就给人一种专业、严谨的感觉。当我翻开扉页，看到作者的介绍时，我就知道我手里拿的不是一本普通的教程，而是一部深入骨髓的解析之作。它没有像市面上很多书籍那样，上来就堆砌概念或者罗列API函数，而是选择了一条更具挑战性但也更有价值的路径——直接剖析内核的运行脉络。对于一个长期在应用层打滚的开发者来说，这种自底向上、由内而外的梳理方式，简直就像是迷雾中点亮了一盏探照灯。我特别欣赏其中对调度器（Scheduler）模块的阐述，那种对时间片分配和上下文切换的细致入微的描述，让我仿佛能亲手触摸到CPU的每一次跳跃，理解“公平”和“实时”在代码层面是如何被实现的。这本书的深度，绝非那些浅尝辄止的“入门”读物可比，它要求读者具备一定的C语言功底和对操作系统基本原理的认知，但一旦你跨过那道门槛，你所获得的回报是无价的——那就是真正理解一台计算机是如何思考和行动的底层逻辑。

我花了整整一个周末的时间，沉浸在第三章关于内存管理的那部分内容里。坦率地说，起初我有些畏惧，毕竟虚拟内存、页表、TLB（快表）这些概念本身就足够抽象了。然而，作者的叙述方式却出奇地清晰和富有条理。他没有把内存管理描绘成一个孤立的系统，而是巧妙地将其与CPU的硬件架构紧密联系起来，用非常生动的比喻解释了为什么我们需要物理地址和虚拟地址的转换。特别是他对伙伴系统（Buddy System）和slab分配器的对比分析，简直是教科书级别的展示。通过大量的流程图和结构体定义（尽管没有直接展示代码段落，但其逻辑推导非常清晰），我不再只是知道“有”这些机制，而是理解了它们存在的“必然性”——是为了解决内存碎片化和提高分配效率这两个核心矛盾。阅读过程中，我时不时地会暂停下来，拿起一张白纸，尝试自己画出数据结构的变化过程，这种互动式的学习体验，远比被动地接受信息来得深刻得多。这本书无疑为我打开了一扇通往更高效、更健壮的系统设计的大门。

这本书的文字风格是极为克制和精准的，没有冗余的修饰，每一个词语都像是经过了编译器的严格检查，只为传递最核心的信息。这种冷静的笔调，对于处理像中断处理和异常机制这样高危、高敏感度的代码路径时，显得尤为重要。作者在描述硬件中断向量表和软件中断的流程时，那种对时序（timing）的把握精确到了毫秒甚至微秒级别。我特别留意了关于“中断延迟”的讨论，书中非常巧妙地平衡了理论阐述和实际场景的权衡。它没有为了追求“完全实时”而脱离实际，而是清晰地指出了在现代多层中断控制器下，系统为了稳定性和可调试性所做出的合理妥协。这种务实态度，让读者在敬佩作者深厚功底的同时，也能感受到一种“代码即是设计”的哲学思想。对于那些热衷于编写高性能驱动程序或者嵌入式系统固件的工程师来说，这本书的价值不言而喻，它提供的不是现成的答案，而是构建答案的思维框架。

这本书最让我感到震撼的一点，是它对文件系统（VFS）抽象层次的解构。在我的日常工作中，文件操作常常被简化为简单的`open()`、`read()`、`write()`，背后的复杂性几乎被完全隐藏了。而这本书则毫不留情地揭开了这层“面纱”，展示了VFS层如何通过一套统一的接口，优雅地协调了Ext4、Btrfs乃至网络文件系统的操作差异。作者对超级块（superblock）、索引节点（inode）以及目录项缓存（dentry cache）之间复杂依赖关系的描述，简直就是一幅结构精美的工程蓝图。我感觉自己像是参与了一次深入的系统架构会议，听着资深架构师讲解如何设计一个既能保持通用性，又能允许特定实现进行深度优化的框架。这种对“抽象”与“实现”之间平衡的深刻洞察，是任何表面教程都无法给予的。读完这一部分，我对Linux的模块化和可扩展性有了全新的认识，明白为何它能成为跨越数十载而不衰的操作系统内核。

最后，我必须提及作者在处理并发和同步问题时的独到见解。在多核CPU已成标配的今天，如何保证数据一致性是系统稳定性的基石。这本书深入到自旋锁（spinlock）、互斥锁（mutex）乃至信号量和屏障（barrier）的底层实现细节。它不仅告诉我们“什么时候”使用某种锁机制，更重要的是解释了“为什么”必须如此，以及如果不这样做可能引发的微妙的竞态条件。特别是对RCU（Read-Copy-Update）机制的介绍，简直是工程智慧的结晶。作者用一种近乎诗意的语言，描绘了内核如何在几乎不阻塞读操作的前提下，安全地更新复杂数据结构。这种对性能与正确性之间永恒博弈的深刻理解和处理方式，让这本书的价值超越了单纯的技术手册，上升到了工程美学的层面。它引导读者思考的不是如何写出能跑的代码，而是如何写出能**优雅地、长期稳定地**运行的代码。

真的没有看懂.........

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