linux内核图解电子书资源-CSDN文库

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需积分: 9 133 浏览量 2009-04-06 12:40:06 上传评论收藏 626KB RAR 举报

Linux内核是操作系统的核心部分，负责管理系统的硬件资源，提供基础服务给其他软件，并执行系统调度和内存管理等关键任务。对于任何想要深入理解Linux系统的人来说，了解Linux内核至关重要。"Linux内核图解电子书"是一份极好的学习资料，通过图形化的解释，使复杂的概念变得简单易懂。在Linux内核的学习中，首先会接触到的是内核的基本结构。Linux内核主要由几个核心模块组成：进程管理、内存管理、文件系统、网络协议栈和设备驱动等。这些模块协同工作，确保系统高效稳定运行。进程管理涉及到进程的创建、销毁、调度以及同步互斥等概念；内存管理则包括物理内存分配、虚拟内存映射、页面缓存等技术；文件系统是存储数据的抽象层，理解和掌握VFS（虚拟文件系统）及其各种具体实现如EXT4、XFS等是关键；网络协议栈实现了TCP/IP协议族，负责数据在网络中的传输；设备驱动则是连接硬件与内核的桥梁，让操作系统能与硬件交互。内核的源代码组织方式也是学习的重点。Linux内核源码分为多个子目录，如arch（架构相关）、fs（文件系统）、drivers（驱动程序）、net（网络）、mm（内存管理）等。通过阅读源码，可以深入理解各个功能模块的工作原理。此外，内核模块的加载与卸载机制、内核配置与编译、内核调试技巧也是学习的重要部分。模块化设计使得Linux内核具有高度可定制性，通过make menuconfig或make xconfig，用户可以根据需求选择启用或禁用内核功能。同时，利用kdb、gdb等工具进行内核调试，可以帮助开发者定位和修复问题。 "Linux内核图解"电子书很可能涵盖了以上所有内容，并且以直观的图形方式呈现，使得学习过程更为轻松。它可能会详细介绍每个模块的职责，解析关键数据结构和算法，以及讲解如何分析和优化系统性能。通过这样的图解方式，读者能够快速建立起对Linux内核的整体认识，并逐步深化到具体细节。无论是对系统管理员、软件开发人员还是对Linux感兴趣的个人来说，深入理解Linux内核都是提高技术水平的重要步骤。"Linux内核图解电子书"为这个过程提供了便利，帮助读者以一种更易于理解的方式探索这个复杂而神奇的世界。在学习过程中，结合实际操作，如编写简单的驱动程序或修改内核配置，将有助于巩固理论知识并提升实践能力。

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linux内核图解11

linux内核图解

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      <HTML>
<HEAD>
<META HTTP-EQUIV="Content-Type" CONTENT="text/html; charset=gb_2312-80">
<META NAME="Generator" CONTENT="Microsoft Word 97">
<TITLE>Linux Kernel核心中文手册</TITLE>
</HEAD>
<BODY LINK="#0000ff" background="back.jpg">
<h1><center>Linux Kernel核心中文手册<center></h3>

<h3><a href="http://202.99.168.12/~coolfish>Unix/Linux作坊">Unix/Linux作坊</a></h3>

<FONT SIZE=3><P ALIGN="JUSTIFY">Chapter 1</P>
<P ALIGN="JUSTIFY">　</P>
<P ALIGN="JUSTIFY">Hardware Basic(</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>硬件基础知识</FONT><FONT SIZE=3>)</P>
<P ALIGN="JUSTIFY">　</P>
</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3><P ALIGN="JUSTIFY">一个操作系统必须和作为它的基础的硬件系统紧密配合。操作系统需要使用一些只有硬件才能提供的功能。为了完整的了解</FONT><FONT SIZE=3>Linux</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>，你需要了解底层硬件的基础知识。本章对于现代</FONT><FONT SIZE=3>PC</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>的硬件进行了。</P>
</FONT><FONT SIZE=3><P ALIGN="JUSTIFY">1975</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>年</FONT><FONT SIZE=3>1</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>月“</FONT><FONT SIZE=3>Popular Electronics</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>”杂志封面上印出了</FONT><FONT SIZE=3>Altair 8080</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>的图片，一场革命开始了。</P>
</FONT><FONT SIZE=3><P ALIGN="JUSTIFY">Altair 8080</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>，跟随早期的“</FONT><FONT SIZE=3>Star Trek epsode</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>”命名，只需要</FONT><FONT SIZE=3>$397</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>，就可由个人电子爱好者自己组装。它拥有</FONT><FONT SIZE=3>Intel 8080</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>处理器和</FONT><FONT SIZE=3>256</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>字节内存，但是没有屏幕和键盘。以今天的标准来衡量，它太简陋了。它的发明者，</FONT><FONT SIZE=3>Ed Roberts</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>，制造了名词“</FONT><FONT SIZE=3>personal computer</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>“来命名他的发明，但现在，</FONT><FONT SIZE=3>PC</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>这个名词已经用来命名几乎所有你可以不依靠帮助就可以自己运行起来的计算机。用这个定义，甚至一些十分强大的</FONT><FONT SIZE=3>Alpha AXP</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>系统也是</FONT><FONT SIZE=3>PC</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>。</P>
<P ALIGN="JUSTIFY">爱好者们看到了</FONT><FONT SIZE=3>Altair</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>的潜力，开始为它写软件，制造硬件。对于这些早期的先驱来讲，它代表着自由：从被神职人员控制和运行的大型批处理的主机系统中逃脱出来的自由。你可以在自己家里甚至厨桌上拥有计算机，这使学院的退学生为此着迷并通宵达旦。与此同时出现大量硬件，在一定程度上各自不同，而软件专家则乐于为这些新机器撰写软件。有讽刺意味的是，</FONT><FONT SIZE=3>IBM</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>在</FONT><FONT SIZE=3>1981</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>年发布了</FONT><FONT SIZE=3>IBM PC</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>并于</FONT><FONT SIZE=3>1982</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>年早期供货，从此定义了现代</FONT><FONT SIZE=3>PC</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>的模型。它拥有</FONT><FONT SIZE=3>Intel 8088</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>处理器，</FONT><FONT SIZE=3>64K</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>内存（可以扩充到</FONT><FONT SIZE=3>256K</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>），两个软驱和一个</FONT><FONT SIZE=3>80x25</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>的彩色图卡</FONT><FONT SIZE=3>(CGA)</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>，用今天的标准衡量，它功能不算很强，但是它销售的不错。</FONT><FONT SIZE=3>1983</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>年，紧接着推出的</FONT><FONT SIZE=3>IBM PC-XT</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>，则拥有一个豪华的</FONT><FONT SIZE=3>10M</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>硬盘。不久大批公司如</FONT><FONT SIZE=3>Compaq</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>开始制造</FONT><FONT SIZE=3>IBM PC</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>的复制品，</FONT><FONT SIZE=3>PC</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>的结构成为了事实的标准。这个事实的标准使大批硬件公司可以在这个不断增长的市场上一起竞争，反过来，可以遏制价格，让用户满意。现代</FONT><FONT SIZE=3>PC</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>承袭了早期</FONT><FONT SIZE=3>PC</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>的许多系统体系特征。甚至基于最强大的</FONT><FONT SIZE=3>Intel Pentium Pro</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>的系统也可以运行</FONT><FONT SIZE=3>Intel 8086</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>的寻址模式。当</FONT><FONT SIZE=3>Linus Torvalds</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>开始开发后来的</FONT><FONT SIZE=3>Linux</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>时，他选择了当时最常见和价格最合理的硬件平台：一台</FONT><FONT SIZE=3>Intel 80386 PC</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>。</P>
<P ALIGN="JUSTIFY">从</FONT><FONT SIZE=3>PC</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>的外面看，最明显的部件就是机箱、键盘、鼠标和显示器。在机箱的前面有一些按钮，一个小屏幕显示一些数字，还有一个软驱。现在的大多数系统还有一个</FONT><FONT SIZE=3>CD-ROM</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>期、驱动器。如果你需要保护你的数据，那么还会有一个备份用的磁带机。这些设备一律被看作外设。</P>
<P ALIGN="JUSTIFY">虽然</FONT><FONT SIZE=3>CPU</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>管理整个系统，但它并不是唯一的智能设备。所有的外设控制器，例如</FONT><FONT SIZE=3>IDE</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>控制器，也都拥有一定程度的智能。在</FONT><FONT SIZE=3>PC</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>内部（图</FONT><FONT SIZE=3>1.1</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>），你可以看到一个主板，包括</FONT><FONT SIZE=3>CPU</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>或微处理器、内存和一些</FONT><FONT SIZE=3>ISA</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>或</FONT><FONT SIZE=3>PCI</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>外设控制卡的槽位。其中一些控制器，如</FONT><FONT SIZE=3>IDE</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>磁盘控制器可能内置在系统主板上。</P>
<P ALIGN="JUSTIFY">　</P>
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</FONT><FONT SIZE=3><P ALIGN="JUSTIFY"><LI>CPU</LI></P>
</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3><P ALIGN="JUSTIFY">　</P>
</FONT><FONT SIZE=3><P ALIGN="JUSTIFY">CPU</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>，或者说微处理器，是所有计算机系统的心脏。微处理器进行数学运算，逻辑操作并从内存中读取指令并执行指令，进而控制数据流向。计算机发展的早期，微处理器的各种功能模块是由相互分离（并且尺寸上十分巨大）的单元构成。这也是名词“中央处理单元”的起源。现代的微处理器将这些功能模块集中在一块非常小的硅晶片制造的集成电路上。在本书，名词</FONT><FONT SIZE=3>CPU</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>、微处理器和处理器交替使用。</P>
<P ALIGN="JUSTIFY">微处理器处理二进制数据：这些数据由</FONT><FONT SIZE=3>1</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>和</FONT><FONT SIZE=3>0</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>组成。这些</FONT><FONT SIZE=3>1</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>和</FONT><FONT SIZE=3>0</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>对应电气开关的开或关。就好像</FONT><FONT SIZE=3>42</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>代表</FONT><FONT SIZE=3>4</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>个</FONT><FONT SIZE=3>10</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>和</FONT><FONT SIZE=3>2</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>个单元，二进制数字由一系列代表</FONT><FONT SIZE=3>2</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>的幂数的数字组成。这里，幂数意味着一个数字用自身相乘的次数。</FONT><FONT SIZE=3>10 </FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>的一次幂是</FONT><FONT SIZE=3>10</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>，</FONT><FONT SIZE=3>10</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>的</FONT><FONT SIZE=3>2</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>次幂是</FONT><FONT SIZE=3>10x10</FONT><FONT FACE="宋体" LANG="ZH-CN" SIZE=3>，</FONT><FONT SIZE=3>10</FONT><FONT