深入探索Linux内核机制

"深入理解Linux内核(第三版)" 是一本由Daniel P. Bovet和Marco Cesati合著的书籍，由O'Reilly出版社于2005年出版，共942页。这本书主要面向希望深入了解Linux内核工作原理的读者，详细探讨了Linux内核在CPU与外部世界交互、进程调度、内存管理、中断处理、同步机制、时间测量、文件系统以及设备驱动等方面的机制。 在书中，作者首先介绍了Linux与其他类Unix内核的区别、硬件依赖性、Linux版本、操作系统基本概念、Unix文件系统概述以及Unix内核概览。接着，深入讲解了内存寻址，包括内存地址、分段硬件和Linux中的分段、分页硬件和Linux中的分页机制。 关于进程，书中有详细章节阐述了进程、轻量级进程和线程的概念，进程描述符、进程切换、进程创建和销毁的过程。此外，书中还讨论了中断和异常在系统中的作用，如中断和异常处理程序的嵌套执行、初始化中断描述符表、异常处理、中断处理、软中断和任务队列、工作队列以及从中断和异常返回的流程。 在内核同步方面，作者解释了内核如何服务请求，介绍了一系列同步原语和防止竞态条件的例子。关于时间测量，涉及时钟和定时器电路、Linux的时间保持架构、更新时间和日期、系统统计更新、软件计时器和延迟函数以及与时间测量相关的系统调用。 进程调度章节中，讨论了调度策略、调度算法、调度器使用的数据结构和函数，以及多处理器系统中的运行队列平衡。内存管理部分涵盖页框管理、内存区域管理和非连续内存区域管理。而进程地址空间章节则涵盖了进程地址空间的结构、内存描述符、内存区域、页故障异常处理程序、创建和删除进程地址空间以及管理堆的方法。 系统调用部分详细介绍了POSIX API和系统调用，系统调用处理程序和服务例程，以及进入和退出系统调用的过程、参数传递和内核包装程序。信号章节讲解了信号的角色，生成和传递信号的机制，以及与信号处理相关的系统调用。 虚拟文件系统章节中，作者阐述了虚拟文件系统（VFS）的角色，VFS的数据结构、文件系统类型、文件系统处理、路径查找以及VFS系统调用的实现。I/O架构和设备驱动章节讨论了I/O架构、设备驱动模型、设备文件、字符设备驱动和块设备驱动。块设备驱动章节则详细讲解了块设备处理、通用块层、I/O调度器和块设备驱动的打开过程。 最后，页面缓存章节介绍了页面缓存的工作原理，如何将块存储在页面缓存中，脏页写回磁盘的机制，以及sync()、fsync()和fdatasync()系统调用的作用。访问文件章节则涉及到读写操作的细节。 这本书全面深入地剖析了Linux内核的核心机制，对于开发者、系统管理员和对操作系统感兴趣的读者来说是一份宝贵的参考资料。