《Linux内核黑客指南:不可靠的深入解析》是由Paul Rusty Russell编写的,该文档旨在提供对Linux内核底层开发的深入理解。作者以其在Linux Care的背景,分享了黑客视角下的Linux内核技术细节,涵盖了从基础概念到高级编程技巧。这份指南遵循GNU通用公共许可证,允许用户自由分发和修改。 本文档主要分为13个章节,涵盖了多个关键主题: 1. **介绍**:简要概述了本指南的目的,强调了它作为黑客指南的非正式性和实用性,同时也提及了版权和许可信息,声明是根据GPLv2或更高版本发布的。 2. **玩家角色**: - **用户上下文(User Context)**:这部分介绍了在用户空间与内核空间交互的基本原理,包括系统调用和权限控制。 - **硬件中断(Hardware Interrupts, Hard IRQs)**:讲解了硬件如何与内核通信,以及中断处理在内核中的作用。 - **软件中断上下文:底部半(Bottom Halves)、任务队列(Tasklets)和软中断(softirqs)**:探讨了内核处理软件中断的不同机制。 3. **基本规则**:列出了一些编程内核时必须遵守的规则,例如避免死锁、使用正确的函数和数据结构等。 4. **ioctl操作**:强调不建议直接编写新的系统调用,而是通过ioctls(ioctl接口)进行功能扩展。 5. **死锁预防**:给出了预防和处理内核中可能出现的死锁策略。 6. **常用例程**:详细解释了内核中一些常见的函数,如`printk()`、内存管理函数`kmalloc()`和`kfree()`,以及进程和线程管理函数,如`current`指针、中断控制和SMP多处理器支持。 7. **等待队列(Wait Queues)**:讲解了内核中用于同步和通信的数据结构,包括声明、排队和唤醒机制。 8. **原子操作**:阐述了在并发环境下确保代码执行顺序性的重要性。 9. **符号导出**:讨论了如何通过`EXPORT_SYMBOL()`和`EXPORT_SYMTAB`来公开内核模块中的功能。 10. **规范和约定**:涉及数据结构的使用、返回值约定、代码编译注意事项、初始化结构成员以及跨语言特性如C++和条件编译。 11. **将代码放入内核**:提供了关于如何将自定义代码整合进内核的指导。 12. **内核魔法**:可能是指一些高级技巧或特定于内核环境的调试和优化方法。 13. **致谢**:对贡献者和社区表示感谢。 通过阅读这篇指南,开发者可以了解到Linux内核的底层工作原理,并学习如何安全有效地进行内核编程。由于其“不可靠”的标签,读者应意识到内容可能不完全严谨,但可以作为学习和探索内核开发的一个独特视角。
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