深入理解Linux内核：从启动到中断处理

"Linux Inside" "Linux Inside"是一本深入探讨Linux内核运作机制的资源，它涵盖了从系统启动到核心功能初始化的各个阶段，适合对Linux内核有兴趣的读者和从事底层系统开发的专业人士。书中的内容详细且层次分明，包括了多个关键主题。 1. 启动过程： - 引导加载器到内核：在计算机启动时，引导加载器负责加载内核到内存中。这通常涉及到BIOS或UEFI固件的作用，以及GRUB、LILO等引导程序的使用。 - 内核设置代码的初步步骤：内核被加载后，开始执行初始化代码，包括设置内存管理、设备初始化等。 - 视频模式初始化与转换到保护模式：内核会调整CPU的工作模式，从实模式转到保护模式，以便能访问更多的内存和使用高级特性。 - 过渡到64位模式：对于支持64位架构的系统，内核会进行必要的设置以利用更大的地址空间。 - 内核解压缩：有时内核可能被压缩存储，启动时会自动解压到内存中。 2. 初始化： - 内核早期步骤：包括基本的数据结构初始化、中断处理程序的设置等。 - 内核入口点前的最后准备：在进入真正的内核主线之前，完成一些必要的准备工作。 - 内核入口点：这是内核开始执行用户可感知操作的地方，开始执行特定于架构的初始化。 - 再次进行架构特定初始化：针对不同的处理器架构（如x86、ARM等）进行更深入的配置。 - 几乎结束的架构特定初始化：这是初始化流程接近尾声的阶段。 - 调度器初始化：调度器是内核的核心组件，负责决定哪个进程应当获得CPU时间。 - RCU（Read-Copy-Update）初始化：RCU是一种用于同步多处理器系统中的数据结构更新的机制。 3. 中断处理： - 中断简介：中断是硬件向操作系统报告事件的方式，中断处理是系统响应外部或内部事件的关键。 - 中断处理程序：这些程序负责处理特定类型的中断事件。 - 非早期中断门的初始化：设置中断处理程序的入口点。 - 异常处理程序的实现：除了硬件中断，还有软件触发的异常需要处理。 - 处理非屏蔽中断（NMI）：NMIs是无法被屏蔽的中断，通常用于报告严重的系统问题。 - 外部硬件中断的处理：涉及与硬件设备交互的中断处理逻辑和结构的初始化。 - 软中断、任务队列和工作队列：这些是异步处理机制，允许在不阻塞当前执行流的情况下处理任务。 4. 系统调用： - 系统调用简介：系统调用是用户空间程序与内核交互的主要接口，用于执行特权操作。 - 深入系统调用：详细介绍了系统调用的机制，包括调用号、参数传递和返回值处理。 5. 其他主题： - 可能涵盖内存管理、文件系统、网络协议栈等更多内核子系统的初始化和工作原理。 6. 更多内容： - 这个资源可能还包含对设备驱动、I/O子系统、内核模块加载等方面的深入讨论。 "Linux Inside"提供了全面的Linux内核知识，无论是对系统开发者还是对操作系统原理感兴趣的读者，都是宝贵的参考资料。通过阅读这本书，你可以深入了解Linux是如何管理和控制硬件资源，以及如何高效地运行用户程序的。