Linux内核完全剖析--基于0.12内核

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赵炯 编
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店铺: 博库网旗舰店
出版社: 机械工业
ISBN:9787111250470
商品编码:1029309118
开本:16
出版时间:2009-01-01

具体描述

基本信息

  • 商品名称:Linux内核完全剖析--基于0.12内核
  • 作者:赵炯
  • 定价:99
  • 出版社:机械工业
  • ISBN号:9787111250470

其他参考信息(以实物为准)

  • 出版时间:2009-01-01
  • 印刷时间:2010-05-17
  • 版次:1
  • 印次:1
  • 开本:16开
  • 包装:平装
  • 页数:945
  • 字数:1494千字

编辑推荐语

本书是一本有关Linux操作系统内核基本工作原理的入门读物。本书对早期Linux内核(v0.12)全部代码文件进行了详细、全面的注释和说明,旨在帮助读者用较短的时间对Linux的工作机理获得全面而深刻的理解,为进一步学习和研究Linux打下坚实的基础。本书适合Linux爱好者作为学习内核工作原理的自学参考书籍,也适合作为高校计算机专业学生学习操作系统课程的辅助和实践教材,还可供一般技术人员作为开发嵌入式系统的参考书使用。

内容提要

本书对早期Linux内核(v0.12)全部代码文件进行了详细、全面的注 释和说明,旨在帮助读者用较短的时间对Linux的工作机理获得全面而深刻 的理解,为进一步学习和研究Linux打下坚实的基础。虽然选择的版本较低 ,但该内核已能够正常编译运行,并且其中已包括了Linux工作原理的精髓 。书中首先以Linux源代码版本的变迁为主线,介绍了Linux的历史,同时 着重说明了各个内核版本的主要区别和改进,给出了选择0.12版内核源代 码作为研究对象的原因。在正式描述内核源代码之前,概要介绍了运行 Linux的PC的硬件组成结构、编制内核使用的汇编语言和C语言扩展部分, 并且重点说明了80x86处理器在保护模式下运行的编程方法。接着详细介绍 了Linux内核源代码目录树组织结构,并依据该结构对所有内核程序和文件 进行了注释和详细说明。有关代码注释的章节安排基本上都分为具体研究 对象的概述、每个文件的功能介绍、代码内注释、代码中难点及相关资料 介绍等部分。为了加深读者对内核工作原理的理解,书中*后一章给出了 围绕Linux 0.12系统的多个试验。试验中所使用的相关程序均可从本书配 套网站(www.oldlinux.org)上下载。
     本书适合Linux爱好者作为学习内核工作原理的自学参考书籍,也适合 作为高校计算机专业学生学习操作系统课程的辅助和实践教材,还可供一 般技术人员作为开发嵌入式系统的参考书使用。
    

目录

序.
**章 概述
1.1 Linux的诞生和发展
1.1.1 UNIX操作系统的诞生
1.1.2 MINIX操作系统
1.1.3 GNU计划
1.1.4 POSIX标准
1.1.5 Linux操作系统的诞生
1.1.6 Linux操作系统版本的变迁
1.1.7 Linux名称的由来
1.1.8 早期Linux系统开发的主要贡献者
1.2 内容综述
1.3 本章小结
第2章 微型计算机组成结构
2.1 微型计算机组成原理
2.2 I/O端口寻址和访问控制方式
2.2.1 I/O端口和寻址
2.2.2 接口访问控制
……
第3章 内核编程语言和环境
第4章 80X86保护模式及其编程
第5章 Linux内核体系结构
第6章 引导启动程序
第7章 初始化程序
第8章 内核代码
第9章 块设备驱动程序
**0章 字符设备驱动程序
**1章 数学协处理器
**2章 文件系统
**3章 内存管理
**4章 头文件
**5章 库文件
**6章 建造工具
**7章 实验环境设置与使用方法
附录
参考文献


《深入理解 Linux 内核:基于现代架构的实践指南》 引言 在当今数字化浪潮席卷的时代,操作系统作为支撑一切计算活动的基石,其重要性不言而喻。而 Linux,作为开源操作系统的集大成者,以其强大的稳定性、灵活性和开放性,赢得了全球开发者的青睐,并在服务器、嵌入式设备、云计算等领域占据了举足轻重的地位。对于每一位希望深入理解计算机系统运作原理、掌握核心技术、甚至为操作系统贡献力量的开发者而言,掌握 Linux 内核是必经之路。 本书并非对某一特定历史版本的简单复述,而是旨在为您提供一个全面、深入且与时俱进的 Linux 内核学习体验。我们将跳脱出对陈旧代码的细枝末节的纠缠,而是将目光聚焦于支撑现代 Linux 内核稳定高效运行的关键概念、设计哲学和核心机制。通过理论与实践相结合的方式,引导您逐步构建起对 Linux 内核的系统性认知,并具备分析、理解和修改内核代码的能力。 核心内容概览 本书的编写旨在为您揭开 Linux 内核的神秘面纱,让您从宏观到微观,从原理到实现,全方位地理解这个庞大而精密的软件系统。我们将围绕以下几个核心主题展开: 第一部分:内核基础与架构 操作系统的本质与 Linux 内核的定位: 我们首先会回顾操作系统的基本职能,如进程管理、内存管理、设备管理、文件系统等,并探讨 Linux 内核在整个系统软件栈中的关键作用。 理解内核模式与用户模式的隔离,以及系统调用的工作机制,这是进入内核世界的敲门砖。 Linux 内核的整体架构设计: 本书将深入剖析 Linux 内核的模块化设计思想,理解内核的各个子系统(如进程调度、内存管理、设备驱动、网络协议栈等)是如何协同工作的。 我们将探讨内核空间的组织方式,例如内核数据结构、函数调用约定以及中断处理流程,为后续的学习打下坚实的基础。 编译与调试环境的搭建: 实践是检验真理的唯一标准。本书将指导您如何搭建一套完整的 Linux 内核编译和调试环境,包括获取内核源代码、配置编译选项、使用交叉编译工具链(如果需要)以及利用 GDB 等调试器进行内核代码的单步调试。 掌握有效的调试技巧,将极大地提升您理解和分析内核行为的能力。 第二部分:进程管理与调度 进程与线程的生命周期: 深入理解进程的概念,包括进程的创建、终止、阻塞、就绪以及运行等各个状态的转换。 剖析 Linux 内核中线程模型的实现,以及用户空间线程与内核线程的区别与联系。 进程调度的艺术: 这是 Linux 内核最核心、最复杂的模块之一。我们将详细解析 Linux 内核的调度器,包括 CFS(Completely Fair Scheduler)的调度算法、优先级机制、时间片分配策略等。 理解调度器是如何在众多就绪进程中做出选择,以最大化系统吞吐量、最小化响应时间,并确保公平性。 进程间通信(IPC)机制: 探讨 Linux 内核提供的丰富多样的 IPC 机制,如管道(pipe)、信号(signal)、消息队列(message queue)、共享内存(shared memory)、套接字(socket)等。 理解每种 IPC 机制的适用场景、性能特点以及其在内核中的具体实现。 第三部分:内存管理 虚拟内存的管理: 深入理解虚拟内存的概念,包括页表、地址翻译、缺页中断等。 剖析 Linux 内核的页表管理机制,以及如何通过硬件和软件协同完成虚拟地址到物理地址的转换。 物理内存的管理: 学习 Linux 内核如何管理物理内存,包括伙伴系统(buddy system)、 slab 分配器等内存分配策略。 理解内存的分配与释放过程,以及内核如何高效地利用有限的物理内存资源。 内存映射(Memory Mapping): 详细讲解 mmap() 系统调用,以及其在文件 I/O、进程间共享内存等方面的应用。 理解匿名映射和文件映射的区别,以及它们如何影响内存的使用和管理。 缓存与页缓存: 探讨 Linux 内核如何利用页缓存来加速文件 I/O 操作,以及页面回收策略。 理解缓存机制对系统整体性能的提升作用。 第四部分:设备驱动与 I/O Linux 设备模型: 理解 Linux 内核的设备模型,包括总线(bus)、设备(device)、驱动(driver)的概念,以及它们之间的关系。 学习如何注册和管理设备驱动,以及驱动程序如何与内核进行交互。 字符设备与块设备: 深入了解字符设备和块设备的区别,以及它们在内核中的实现方式。 剖析字符设备驱动(如串口、键盘)和块设备驱动(如硬盘、SSD)的开发要点。 I/O 调度器: 理解 I/O 调度器的作用,以及不同的 I/O 调度算法(如 CFQ、Deadline、NOOP)如何优化块设备的访问性能。 中断处理机制: 学习中断的概念,以及中断是如何被硬件触发并由内核处理的。 剖析中断描述符表(IDT)、中断服务例程(ISR)以及中断上下文(interrupt context)等关键概念。 第五部分:文件系统 虚拟文件系统(VFS): 这是 Linux 内核文件系统架构的核心。我们将深入理解 VFS 的设计原理,包括超级块(superblock)、索引节点(inode)、目录项(dentry)以及文件对象(file object)等。 理解 VFS 如何为上层用户提供一个统一的文件访问接口,而无需关心底层具体文件系统的实现细节。 常见 Linux 文件系统详解: 我们将以 Ext4、XFS、Btrfs 等现代 Linux 文件系统为例,详细讲解它们的设计特点、元数据结构、日志功能、缓存机制以及性能优化策略。 理解不同文件系统的优缺点,以及它们在不同应用场景下的适用性。 文件系统的挂载与卸载: 学习文件系统是如何被挂载到目录树中的,以及卸载过程的原理。 第六部分:系统调用与内核模块 系统调用的深入剖析: 再次强调系统调用作为用户空间与内核空间交互的唯一途径。我们将通过代码示例,深入理解一个系统调用的完整生命周期,从用户空间的调用到内核空间的执行。 学习如何跟踪和分析系统调用。 内核模块化编程: 理解 Linux 内核模块(Kernel Module)的概念,以及动态加载和卸载模块的机制。 学习如何编写、编译和加载自己的内核模块,以及如何利用内核模块扩展内核功能。 探讨内核模块与内核主程序的交互方式,以及模块中的同步机制。 学习方法与本书特色 本书的编写将遵循以下原则,以期为您带来最佳的学习体验: 循序渐进,由浅入深: 我们将从最基本的概念入手,逐步深入到复杂的内核机制,确保您能够平稳过渡。 原理与实现并重: 我们不仅会讲解 Linux 内核的设计原理,更会结合现代内核的代码实现,让您看到理论如何在实践中落地。 注重实践与动手能力: 书中将包含大量的代码示例、配置指令和调试技巧,鼓励您亲自动手实践,加深理解。 与时俱进的视角: 本书将关注现代 Linux 内核的发展趋势和关键技术,为您提供面向未来的知识。 清晰易懂的语言: 我们将尽量使用清晰、简洁的语言,避免过多的技术术语堆砌,让您更容易理解。 结语 掌握 Linux 内核,不仅仅是为了解决眼前的技术问题,更是为了获得对计算机系统更深层次的理解,激发您在系统编程、高性能计算、安全研究等领域的无限可能。本书将是您探索 Linux 内核世界的得力助手,助您踏上成为一名优秀的系统工程师或内核开发者的征程。让我们一起,深入探寻 Linux 内核的奥秘,开启一段激动人心的技术之旅!

用户评价

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对于我这类偏爱动手实践胜过纯理论啃读的技术人员而言,这本书的价值在于它提供了一个近乎完美的“沙盒”。它不是泛泛而谈地讨论抽象概念,而是聚焦于一个具体、可重现的代码基线。这意味着,读者不仅可以阅读理论,还可以实际去修改、编译和观察结果。这种“修改-观察-再修改”的循环反馈机制,是理解操作系统复杂性的最快捷径。我尝试着去修改了一个简单的系统调用返回路径,仅仅是一个微小的改动,就引发了连锁反应,让我深刻体会到内核设计的“牵一发而动全身”的脆弱与强大。这种实践导向的深度挖掘,远非那些只停留在表面功能介绍的教材可比拟。它培养的不是记忆力,而是对系统内部依赖关系的洞察力,这对于任何严肃的系统程序员都是一项核心竞争力。

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这本书的深度是令人敬畏的,它毫不留情地将读者推向了汇编语言和底层硬件接口的交界处。坦率地说,这不是一本适合睡前阅读的轻松读物;它要求读者对C语言有扎实的功底,并且愿意投入精力去跟踪寄存器级别的操作和中断向量的跳转。每当我感觉快要迷失在那些复杂的指针运算和位操作时,作者总能适时地提供一个精妙的图示或一个简洁的伪代码总结,将我从细节的泥潭中拉回高层次的逻辑结构。这种对细节的精准把控和对宏观结构的清晰把握,使得全书的讲解达到了一个极高的平衡点。我特别欣赏它对当时硬件限制的描述,正是这些限制,塑造了后续几十年操作系统设计的基本范式。阅读过程中,我常常需要同时打开终端,手动模拟或跟踪那些系统调用的执行路径,这种“主动式学习”的体验,远比单纯的被动接受知识要来得深刻和有效。

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说实话,我最初拿起这本书时,心里是抱着一丝怀疑的。毕竟,基于如此古老的内核版本进行深入剖析,会不会显得有些脱离实际应用?然而,阅读下去后,这种疑虑很快烟消云散了。这本书的叙事方式非常注重“因果链”的推导,它不仅仅是罗列代码段和数据结构,更像是带领读者进行一场技术溯源之旅。作者在讲解每一个模块时,总是会先构建出它需要解决的“问题场景”,然后展示当时最直接的解决方案,这种由问题驱动的讲解模式,极大地增强了学习的代入感和逻辑的连贯性。我发现自己开始能够更清晰地辨别现代内核中那些历史遗留的设计痕迹——那些在性能优化和向后兼容之间拉扯的复杂决策,其根源往往都能在书中描述的早期设计中找到影子。对于那些目标是成为系统架构师或编译器开发者的同仁来说,这本书提供了宝贵的历史视角,帮助我们理解技术债务是如何产生的,以及优秀的设计原则在时间洪流中的持久性。

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这本书的出版无疑是为那些对计算机底层机制抱有深厚探究欲望的硬核玩家们送上的一份厚礼。我花了大量时间沉浸在它所构建的知识海洋中,最让我印象深刻的是它对早期操作系统设计哲学近乎“活化石”般的还原。那种感觉,就像是拆解一台老式机械钟表,每一个齿轮、每一个游丝的运作都暴露在你的眼前,清晰可见。它没有现代内核那些繁复的抽象层和复杂的兼容性妥协,而是展现了构建一个完整操作系统的最基本、最纯粹的逻辑框架。对于希望理解内存管理、进程调度这些核心概念是如何从零开始被构思和实现的读者来说,这种“考古式”的阅读体验是无可替代的。它迫使你跳出使用现代发行版时那种理所当然的心态,去思考在资源极度匮乏的环境下,工程师们是如何用最精妙的算法来平衡效率与可行性的。这本书的价值,不在于它能教你如何编译出一个可以在日常工作服役的系统,而在于它能教会你如何思考一个操作系统的内核是如何“呼吸”的。这种基础认知的建立,远比记住几个API调用要深刻得多。

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我必须承认,阅读这本书是一场漫长而艰辛的马拉松,它对读者的耐心和专注力提出了极高的要求。不同于现代技术书籍追求的易读性和快速上手,这本书更像是一部严谨的学术专著,它的语言风格是克制而精确的,没有多余的修饰,每一个句子都承载着密集的专业信息。对于初次接触操作系统的读者,直接面对这个版本可能会感到过于陡峭,甚至有些不知所措。然而,正是这种“高门槛”的特性,筛选出了真正渴望深入理解系统本质的读者。它强迫你慢下来,重新学习如何阅读技术文档,如何理解底层代码的意图而非仅仅关注其表面功能。一旦你跨过了最初的认知障碍,你会发现自己正在构建一个异常稳固的知识地基,这个地基不仅能支撑你对后续更复杂内核版本的理解,更能让你在面对任何新的系统设计挑战时,都能迅速定位到问题的核心所在,因为它让你明白了“最初的解决方案”是如何挣扎着诞生的。

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书是好书,包装也完好。本次购物非常愉快!

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书真的很厚,还没有看。

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书的内容暂时没有查看,但印刷质量认为一般。纸张太薄了。

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