"深入理解LINUX内核(中文版)" 是一本详细解析Linux内核机制的书籍,旨在帮助读者理解Linux内核的工作原理及其高效运行的基础。书中涵盖了从早期的Linux 2.4版本到现代操作系统核心的关键概念和技术,包括网络、内存管理、虚拟文件系统、进程创建与调度、信号处理、中断、定时、内核同步、存储器管理、进程地址空间、系统调用、信号机制、进程调度、虚拟文件系统、I/O设备管理、磁盘高速缓存、文件访问、对换机制、特定文件系统如Ext2和Ext3,以及网络通信和进程通信等多个方面。
该书首先介绍了Linux与其他类Unix内核的对比,强调了Linux内核的灵活性和硬件依赖性。接着,深入探讨了存储器寻址机制,包括分段和分页技术,这些都是理解内存管理的基础。书中详细阐述了进程的生命周期,包括进程描述符、进程切换、创建和撤销进程的过程,以及中断和异常处理的机制,这些都是内核核心功能的一部分。
在内核同步部分,作者解释了如何通过同步原语防止数据竞争,确保内核控制路径的安全。内存管理章节详细介绍了页框管理和存储器区管理,讨论了非连续内存分配的处理。此外,书中还深入到进程地址空间的细节,包括线性区、缺页异常处理等,以及堆的管理。
系统调用、信号和进程调度是操作系统的核心组成部分。本书详细分析了POSIX API、系统调用处理、调度策略和算法,以及与之相关的系统调用。对于文件系统,书中有对虚拟文件系统(VFS)的介绍,包括其作用、数据结构和系统调用的实现,同时讲解了设备驱动程序,特别是块设备和字符设备的驱动程序。
磁盘高速缓存章节涵盖了页高速缓存和v缓冲区高速缓存,这些缓存机制显著提高了文件系统的性能。在I/O管理和文件访问部分,讲解了读写文件、存储器映射和直接I/O传输的方式。对换机制则涉及到如何释放内存,包括对换区、对换高速缓存以及换入换出的策略。
在文件系统章节,书中重点介绍了Ext2和Ext3,描述了它们的磁盘和内存数据结构,以及如何管理磁盘空间。网络部分涵盖了网络数据结构、相关系统调用,以及网络数据包的发送和接收。最后,书本探讨了进程间的通信方式,如管道、FIFO和System V IPC。
通过这本书,读者不仅可以了解Linux内核的底层机制,还能学习到如何优化系统性能和解决问题的方法,这对于Linux系统开发者和高级用户来说是非常宝贵的资源。