"《Linux内核源代码分析》是一本深度解析Linux内核的书籍,主要涵盖预备知识、存储管理、中断、异常和系统调用、进程与进程调度、文件系统、Unix进程间通信、基于socket的进程间通信、设备驱动、多处理器SMP系统结构以及系统引导和初始化等内容。书中通过具体的情景描述和分析,帮助读者深入理解Linux内核的工作原理。
在预备知识部分,介绍了Linux内核的基本概念,包括Intel X86 CPU的寻址方式、i386的页式内存管理和Linux内核中的C语言及汇编语言代码使用。这一部分为后续章节打下基础。
存储管理章节详细讲解了Linux内存管理的框架,如地址映射、数据结构和函数、越界访问检测、用户堆栈扩展、物理页面的分配、换入换出机制、内核缓冲区管理以及设备存储空间的地址映射等。
中断、异常和系统调用部分,阐述了X86 CPU的中断硬件支持,中断向量表IDT的初始化,中断请求队列和中断服务流程,软中断和Bottom Half机制,以及页面异常处理。同时,讨论了时钟中断、系统调用的实现及其调用号与跳转表。
进程与进程调度章节涵盖了进程的生命周期、创建、执行、消亡以及系统调用如fork()、vfork()、clone()、execve()、exit()和wait4()。此外,还讲解了调度策略、强制性调度、阻塞和唤醒操作,以及内核中的互斥操作。
文件系统部分介绍了文件系统的整体架构,从路径名解析到文件操作,包括打开、关闭、读写等。特别提到了/proc特殊文件系统,它是内核与用户空间交互的重要途径。
关于进程间通信,书中有传统Unix通信方式的概述,如管道、命名管道、信号、消息传递、共享内存和信号量。同时,详细讲解了基于socket的进程间通信,涉及socket的创建、绑定、监听、接受、连接以及报文的发送和接收。
设备驱动章节探讨了设备驱动的基本概念,包括系统调用mknod()、模块化驱动、PCI总线、块设备和字符设备驱动,终端设备处理、控制台驱动和USB设备,以及select()和异步I/O。另外,还介绍了设备文件系统devfs。
在多处理器SMP系统结构章节中,讲解了SMP系统中的互斥问题、高速缓存一致性、中断处理、进程调度以及SMP系统的引导过程。
最后,系统引导和初始化章节详述了Linux从启动到运行的整个过程,包括引导阶段、系统初始化的各个步骤以及系统的关闭和重引导。
这本书通过对2.4.0版Linux内核的深入剖析,为读者提供了全面了解内核工作原理的途径,尽管内核版本可能已经更新,但基本机制和原理依然适用。"