(转)Linux内核源码及其分析

《Linux内核源码及其分析》是一本深入探讨Linux内核的优秀教程，适合对Linux系统有深厚兴趣的初学者和专业人士。通过学习本书，读者能够理解Linux内核的工作原理，提升自己的操作系统开发能力，以及在软件开发和计算机科学研究方面取得进步。 第一章介绍了Linux的发展历程，包括GNU和Linux的关系，Linux的开发模式——开源协作，以及Linux内核的主要特征，如模块化设计和高度可移植性。Linux内核版本的演变反映了其不断优化和完善的过程。分析内核源码的意义在于能够根据个人需求定制操作系统，开发高性能软件，以及在教育和科研中提供实践基础。本章还简述了内核的结构，包括它在操作系统中的位置、作用，以及内核的抽象层次。同时，讲解了如何开始阅读内核源码，并推荐了一些源码分析工具，如Linux的超文本交叉代码检索工具和Source Insight等。 第二章详细阐述了Linux运行所需的硬件基础，特别是i386架构下的处理器寄存器，包括通用寄存器、段寄存器、状态和控制寄存器等。这部分内容还涵盖了内存地址、段机制和描述符，包括段选择符、描述符表和Linux中的实现。分页机制是现代操作系统管理内存的关键，本章详细解释了分页机构、页面高速缓存，以及Linux内核如何处理页目录和页表。还介绍了Linux中的汇编语言，对比了AT&T和Intel汇编，讲解了Gcc的嵌入式汇编。 第三章主要讲解中断机制，中断是硬件与操作系统交互的重要方式。书中详细讨论了中断向量、外设可屏蔽中断、异常和非屏蔽中断，以及中断描述符表（IDT）的初始化。中断处理过程包括在内核栈中保存寄存器、中断请求队列的管理和中断处理程序的执行。此外，还介绍了中断的后半部分处理机制，这是为了确保中断处理的效率和原子性。 第四章则专注于进程描述，区分了进程和程序的概念，并对Linux进程进行了概述。task_struct结构是描述进程的核心数据结构，书中详细解析了该结构及其在内存中的布局。进程组织方式包括哈希表、双向循环链表、运行队列和等待队列，这些结构使得进程管理和调度得以高效进行。此外，还讨论了内核线程、进程的权限以及内核同步机制，如信号量、原子操作、自旋锁等。 第五章深入探讨了进程调度，这是操作系统的核心功能之一。Linux的时间系统、调度策略、调度类和调度器的选择都直接影响到系统的响应速度和公平性。书中会介绍Linux如何决定哪个进程应该获得CPU时间，以及如何在各种不同的调度策略之间切换，以适应不同类型的负载。 总结来说，《Linux内核源码及其分析》提供了丰富的Linux内核知识，不仅涵盖内核的基础架构，还包括硬件交互、进程管理、中断处理和调度策略等多个层面，是深入了解Linux操作系统不可多得的资源。通过学习这本书，读者可以提高自己的Linux技能，为系统开发和维护打下坚实基础。