Linux内核阅读探索：从启动到文件系统

"深入理解Linux内核的心得体会，涵盖了从Android系统角度出发的Linux内核启动过程、系统调用、内核线程、文件系统、设计模式、内存管理、定时器、文件读写和同步问题等多个方面。" 在本文档中，作者分享了自己在阅读Linux内核源代码时的感悟，旨在帮助读者更深入地了解Android系统的基础——Linux内核。首先，文章介绍了Linux内核的启动过程，包括从Hello World程序、BIOS、setup辅助程序、内核解压缩、页面映射到链接脚本的各个环节，帮助读者逐步理解内核如何从开机到执行的整个流程。 接着，作者讨论了系统调用，特别是系统调用参数传递、fork()系统调用以及信号通信机制，揭示了操作系统如何处理用户进程的请求。在内核线程部分，详细解析了内核线程的创建和运行方式，以及它们如何与用户线程交互。 文件系统部分，作者阐述了如何用C语言实现面向对象的设计，包括虚函数表、多态性、继承和模板，同时讲解了文件系统与设备之间的继承关系和接口设计，如抽象工厂模式的应用。 关于kbuild系统，作者解释了内核模块的编译过程，区分了编译到内核和编译成模块的区别，并详细探讨了makebzImage和makemenuconfig等配置和构建工具的运作原理。 内存管理是Linux内核的重要组成部分，作者详细总结了内核中的页表映射，以及pagefault处理流程，让读者了解如何有效地管理内存资源。此外，还提到了exception table（异常表）在处理错误和异常情况中的作用。 在定时器章节，作者介绍了巧妙的定时器算法，以及内存管理中的页表映射。文件读写部分，深入剖析了select、poll和epoll这三种I/O多路复用技术的实现原理，从功能介绍、关键结构体到具体实现步骤，全面讲解了高效文件操作的方法。 最后，作者探讨了同步问题，包括同步问题的产生背景、内核态与用户态的区别，以及内核态自旋锁的实现细节，包括自旋锁的类型、释放机制以及与用户态自旋锁的比较，为理解和解决并发问题提供了宝贵的知识。 这份文档是一份详实的Linux内核学习笔记，对于想要深入理解Android系统底层机制或Linux内核开发的读者来说，无疑是一份宝贵的参考资料。