深入解析Linux 2.4.0内核:源码分析

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"对Linux内核源码的深度分析,聚焦于2.4.0版本,通过情境解析来理解和学习Linux内核的工作原理。" 本文主要介绍的是Linux内核源码的详细分析,特别是针对2.4.0版本的内核。这个版本在Linux的发展历史上占有重要地位,它包含了众多关键特性和改进,对于理解现代Linux内核的基础架构非常有帮助。 首先,Linux内核是开源操作系统的核心,它负责管理系统的硬件资源、进程调度、内存管理、文件系统、网络协议栈等多个关键功能。在2.4.0版本中,内核已经相当成熟,支持了更多的硬件平台和设备驱动,同时在性能和稳定性上都有显著提升。 在源码分析的过程中,会涉及到Unix的历史和哲学,因为Linux的设计深受Unix的影响。Unix是一种早期的操作系统,它的设计原则,如“一切皆文件”和模块化设计,被广泛应用于Linux内核中。Unix的遗产在Linux中体现为很多相似的接口和实现方式,但Linux在保持兼容性的同时,也引入了许多创新和改进。 文章可能还涵盖了进程管理,包括进程创建、调度、同步和通信等方面。这部分内容是内核中最复杂的部分之一,因为它需要确保多任务环境下系统的高效运行。同时,内存管理也是关键,如物理内存的分配、页面缓存、虚拟内存等机制都是内核源码中的重要组成部分。 文件系统在Linux内核中占有核心位置,2.4.0版本可能支持了多种文件系统,如EXT2、EXT3等,这些文件系统如何处理数据存储、元数据管理、文件权限和挂载操作等都会在分析中被详细讨论。 网络部分会涵盖TCP/IP协议栈的实现,包括网络设备驱动、套接字接口、网络协议的处理流程等。这部分内容对于理解如何在网络中传输数据至关重要。 此外,还会讨论到设备驱动程序,它们是内核与硬件设备交互的桥梁,2.4.0版本中,Linux已经能够支持大量的硬件设备,包括显卡、声卡、网卡等。 最后,可能会提及Linux内核的模块化设计,允许用户根据需要加载或卸载特定的功能模块,这极大地提高了系统的灵活性和可维护性。 通过这种情景分析的方式,读者可以更直观地了解Linux内核是如何处理各种系统调用、中断和系统服务的,有助于深入理解操作系统的工作原理,对于开发者和系统管理员来说是宝贵的参考资料。
2010-05-04 上传
《linux内核源代码情景分析》(非扫描电子版本) 第1章 预备知识 1.1 Linux内核简介 1.2 Intel X86 CPU系列的寻址方式 1.3 i386的页式内存管理机制 1.4 Linux内核源代码中的C语言代码 1.5 Linux内核源代码中的汇编语言代码 第2章 存储管理 2.1 Linux内存管理的基本框架 2.2 地址映射的全过程 2.3 几个重要的数据结构和函数 2.4 越界访问 2.5 用户堆栈的扩展 2.6 物理页面的使用和周转 2.7 物理页面的分配 2.8 页面的定期换出 2.9 页面的换入 2.10 内核缓冲区的管理 2.11 外部设备存储空间的地址映射 2.12 系统调用brk() 2.13 系统调用mmap() 第3章 中断、异常和系统调用 3.1 X86 CPU对中断的硬件支持 3.2 中断向量表IDT的初始化 3.3 中断请求队列的初始化 3.4 中断的响应和服务 3.5 软中断与Bottom Half 3.6 页面异常的进入和返回 3.7 时钟中断 3.8 系统调用 3.9 系统调用号与跳转表 第4章 进程与进程调度 4.1 进程四要素 4.2 进程三部曲:创建、执行与消亡 4.3 系统调用fork()、vfork()与clone() 4.4 系统调用execve() 4.5 系统调用exit()与wait4() 4.6 进程的调度与切换 4.7 强制性调度 4.8 系统调用nanosleep()和pause() 4.9 内核中的互斥操作 第5章 文件系统 5.1 概述 5.2 从路径名到目标节点 5.3 访问权限与文件安全性 5.4 文件系统的安装和拆卸 5.5 文件的打开与关闭 5.6 文件的写与读 5.7 其他文件操作 5.8 特殊文件系统/proc 第6章 传统的Unix进程间通信 6.1 概述 6.2 管道和系统调用pipe() 6.3 命名管道 6.4 信号 6.5 系统调用ptrace()和进程跟踪 6.6 报文传递 6.7 共享内存 6.8 信号量 第7章基于socket的进程间通信 7.1系统调用socket() 7.2函数sys—socket()——创建插口 7.3函数sys—bind()——指定插口地址 7.4函数sys—listen()——设定server插口 7.5函数sys—accept()——接受连接请求 7.6函数sys—connect()——请求连接 7.7报文的接收与发送 7.8插口的关闭 7.9其他 第8章设备驱动 8.1概述 8.2系统调用mknod() 8.3可安装模块 8.4PCI总线 8.5块设备的驱动 8.6字符设备驱动概述 8.7终端设备与汉字信息处理 8.8控制台的驱动 8.9通用串行外部总线USB 8.10系统调用select()以及异步输入/输出 8.11设备文件系统devfs 第9章多处理器SMP系统结构 9.1概述 9.2SMP结构中的互斥问题 9.3高速缓存与内存的一致性 9.4SMP结构中的中断机制 9.5SMP结构中的进程调度 9.6SMP系统的引导 第10章系统引导和初始化 10.1系统引导过程概述 10.2系统初始化(第一阶段) 10.3系统初始化(第二阶段) 10.4系统初始化(第三阶段) 10.5系统的关闭和重引导