深入理解Linux内核架构

"Professional Linux® Kernel Architecture" 是一本由 Wolfgang Mauerer 所著的书籍，旨在引导读者深入了解 Linux 内核的源代码，并欣赏其概念的精巧和美学。这本书适合对 C 语言有一定了解，对操作系统有基础认知，且具备一定算法知识的读者。书中内容覆盖了操作系统编程、算法基础和操作系统原理等主题，适用于高等教育中的相关课程。书中的章节涵盖了从进程管理、内存管理到设备驱动、网络和系统调用等多个关键领域。 在深入探讨 Linux 内核架构的过程中，作者首先介绍了内核的基础和概述，让读者对 Linux 内核有一个全面的认识。接着，第二章详细讲解了进程管理和调度，包括进程的创建、销毁、状态转换以及调度策略。第三章则关注内存管理，涉及物理内存分配、虚拟内存的映射以及页表管理等核心概念。 第四章深入讨论了虚拟进程内存，阐述了如何实现进程间的地址空间隔离以及动态内存分配。第五章锁和进程间通信（IPC）探讨了不同类型的锁机制（如自旋锁、读写锁）以及信号量、管道、套接字等通信方式。第六章介绍设备驱动程序的开发，包括字符设备、块设备以及中断处理等方面。 第七章讲述了模块化设计，讲解如何将内核功能分解为可加载和卸载的模块。第八章到第十二章分别讨论了虚拟文件系统、扩展文件系统家族、无持久存储的文件系统、扩展属性和访问控制列表以及网络编程，这些是构成现代操作系统的重要部分。 第十三章介绍了系统调用，这是用户空间与内核交互的主要途径。第十四章和第十五章关注内核活动和时间管理，包括时钟中断、定时器和调度器的时序问题。第十六章至第十八章涉及页面和缓冲区缓存、数据同步以及页面回收和交换机制，这些都是优化内存性能的关键。 第十九章介绍了审计机制，用于记录和分析系统的安全事件。附录部分提供了特定架构的细节、源代码工作指南、C 语言笔记、系统启动流程、ELF 可执行文件格式以及内核开发过程，为读者提供了更深入的学习资料。 这本书是一部详尽的 Linux 内核架构指南，适合希望深入了解 Linux 内核工作原理的开发者、学生和专业人士。通过阅读此书，读者能够掌握从底层硬件到上层应用的关键技术，从而能够更有效地参与到 Linux 系统的开发和维护中去。