Linux内核深度解析:存储管理、中断与进程调度

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《Linux内核源代码情景分析》是一本深入剖析Linux内核工作原理的书籍,由毛德操胡希明编写,主要针对Linux内核源代码进行详细解读。本书适合对Linux系统有深入兴趣,尤其是想了解底层编程技术的读者。作者通过章节结构清晰地展示了内核的关键组成部分。 第1章介绍了Linux内核的预备知识,包括Linux内核的简单介绍、Intel X86 CPU系列的寻址方式、i386的页式内存管理机制以及内核源代码中C语言和汇编语言的使用。这一章为后续章节的学习奠定了基础。 在第2章中,作者详述了Linux内存管理的核心机制,包括内存管理的基本框架,地址映射的全过程,重要数据结构和函数如内存分配、越界访问处理、用户堆栈扩展、物理页面使用和周转、页面分配与换出等。这部分内容对于理解Linux如何高效地管理和保护系统资源至关重要。 第3章深入讲解了中断、异常处理和系统调用,涉及X86 CPU的中断硬件支持、中断向量表(IDT)初始化、中断处理流程、软中断与BottomHalf、页面异常处理、时钟中断以及各种系统调用的实现原理和功能。 第4章聚焦于进程管理,涵盖了进程的四要素、创建、执行和消亡过程,以及系统调用如fork、vfork、clone、execve、exit、wait4等,同时讨论了进程调度与切换,以及内核中的互斥操作。 第5章专门探讨文件系统,包括文件系统的概述、路径名解析、访问权限控制、安装与卸载、文件操作(如打开、关闭、读写)、特殊文件系统/proc等,这些内容对于理解Linux操作系统中文件操作的底层逻辑至关重要。 第6章和第7章则分别讲解了传统的Unix进程间通信(IPC)方法,如管道、命名管道、信号、系统调用ptrace等,以及基于socket的高级通信技术,如socket系统调用、网络连接的建立与维护等。这两章帮助读者理解不同类型的进程间通信机制。 这本书通过实例和深入浅出的阐述,让读者能够掌握Linux内核源代码的精髓,理解其背后的运行机制,是学习和研究Linux内核开发的重要参考文献。