Linux内核完全剖析:基于0.12内核

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赵炯 著
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111250470
版次:1
商品编码:10058764
品牌:机工出版
包装:平装
开本:16开
出版时间:2009-01-01
用纸:胶版纸
页数:945
字数:1494000
正文语种:中文

具体描述

内容简介

  本书对早期Linux内核(v0.12)全部代码文件进行了详细、全面的注释和说明,旨在帮助读者用较短的时间对Linux的工作机理获得全面而深刻的理解,为进一步学习和研究Linux打下坚实的基础。虽然选择的版本较低,但该内核已能够正常编译运行,并且其中已包括了Linux工作原理的精髓。书中首先以Linux源代码版本的变迁为主线,介绍了Linux的历史,同时着重说明了各个内核版本的主要区别和改进,给出了选择0.12版内核源代码作为研究对象的原因。在正式描述内核源代码之前,概要介绍了运行Linux的PC的硬件组成结构、编制内核使用的汇编语言和C语言扩展部分,并且重点说明了80x86处理器在保护模式下运行的编程方法。接着详细介绍了Linux内核源代码目录树组织结构,并依据该结构对所有内核程序和文件进行了注释和详细说明。有关代码注释的章节安排基本上都分为具体研究对象的概述、每个文件的功能介绍、代码内注释、代码中难点及相关资料介绍等部分。为了加深读者对内核工作原理的理解,书中最后一章给出了围绕Linux 0.12系统的多个试验。
  本书适合Linux爱好者作为学习内核工作原理的自学参考书籍,也适合作为高校计算机专业学生学习操作系统课程的辅助和实践教材,还可供一般技术人员作为开发嵌入式系统的参考书使用。

目录


第1章 概述
1.1 Linux的诞生和发展
1.1.1 UNIX操作系统的诞生
1.1.2 MINIX操作系统
1.1.3 GNU计划
1.1.4 POSIX标准
1.1.5 Linux操作系统的诞生
1.1.6 Linux操作系统版本的变迁
1.1.7 Linux名称的由来
1.1.8 早期Linux系统开发的主要贡献者
1.2 内容综述
1.3 本章小结

第2章 微型计算机组成结构
2.1 微型计算机组成原理
2.2 I/O端口寻址和访问控制方式
2.2.1 I/O端口和寻址
2.2.2 接口访问控制
2.3 主存储器、BIOS和CMOS存储器
2.3.1 主存储器
2.3.2 基本输入/输出程序BIOS
2.3.3 CMOS存储器
2.4 控制器和控制卡
2.4.1 中断控制器
2.4.2 DMA控制器
2.4.3 定时/计数器
2.4.4 键盘控制器
2.4.5 串行控制卡
2.4.6 显示控制
2.4.7 软盘和硬盘控制器
2.5 本章小结

第3章 内核编程语言和环境
3.1 as86汇编器
3.1.1 as86汇编语言语法
3.1.2 as86汇编语言程序
3.1.3 as86汇编语言程序的编译和链接
3.1.4 as86和1d86使用方法和选项
3.2 CNU as汇编
3.2.1 编译as汇编语言程序
3.2.2 as汇编语法
3.2.3 指令语句、操作数和寻址
3.2.4 区与重定位
3.2.5 符号
3.2.6 as汇编命令
3.2.7 编写16位代码
3.2.8 AS汇编器命令行选项
3.3 C语言程序
3.3.1 C程序编译和链接
3.3.2 嵌入汇编
3.3.3 圆括号中的组合语句
3.3.4 寄存器变量
3.3.5 内联函数
3.4 C与汇编程序的相互调用
3.4.1 C函数调用机制
3.4.2 在汇编程序中调用C函数
3.4.3 在C程序中调用汇编函数
3.5 Linux 0.12目标文件格式
3.5.1 目标文件格式
3.5.2 Linux0.12中的目标文件格式
3.5.3 链接程序输出
3.5.4 链接程序预定义变量一
3.5.5 System.map文件
3.6 Make程序和Makefile文件
3.6.1 Makefite文件内容
3.6.2 Makefile文件中的规则
3.6.3 Makefile文件示例
3.6.4 make处理Makefile文件的方式
3.6.5 Makefile中的变量
3.6.6 让make自动推断命令
3.6.7 隐含规则中的自动变量
3.7本章 小结

第4章 80x86保护模式及其编程
4.1 80x86系统寄存器和系统指令
4.1.1 标志寄存器
4.1.2 内存管理寄存器
4.1.3 控制寄存器
4.1.4 系统指令
4.2 保护模式内存管理
4.2.1 内存寻址
4.2.2 地址变换
4.2.3 保护
4.3 分段机制
4.3.1 段的定义
4.3.2 段描述符表
4.3.3 段选择符
4.3.4 段描述符
4.3.5 代码和数据段描述符类型
4.3.6 系统描述符类型
4.4 分页机制
4.4.1 页表结构
4.4.2 页表项格式
4.4.3 虚拟存储
4.5 保护
4.5.1 段级保护
4.5.2 访问数据段时的特权级检查
4.5.3 代码段之间转移控制时的特权级检查
4.5.4 页级保护
4.5.5 组合页级和段级保护
4.6 中断和异常处理
4.6.1 异常和中断向量
4.6.2 中断源和异常源
4.6.3 异常分类
4.6.4 程序或任务的重新执行
4.6.5 开启和禁止中断
4.6.6 异常和中断的优先级
4.6.7 中断描述符表
4.6.8 IDT描述符
4.6.9 异常与中断处理
4.6.10 中断处理任务
4.6.11 错误码
4.7 任务管理
4.7.1 任务的结构和状态
4.7.2 任务的执行
4.7.3 任务管理数据结构
4.7.4 任务切换
4.7.5 任务链
4.7.6 任务地址空间
4.8 保护模式编程初始化
4.8.1 进入保护模式时的初始化操作
4.8.2 模式切换
4.9 一个简单的多任务内核实例
4.9.1 多任务程序结构和工作原理
4.9.2 引导启动程序boot.s
4.9.3 多任务内核程序head.s

第5章 Linux内核体系结构
5.1 Linux内核模式
5.2 Linux内核系统体系结构
5.3 Linux内核对内存的管理和使用
5.3.1 物理内存
5.3.2 内存地址空间概念
5.3.3 内存分段机制
5.3.4 内存分页管理
5.3.5 CPu多任务和保护方式
5.3.6 虚拟地址、线性地址和物理地址之间的关系
5.3.7 用户申请内存的动态分配
5.4 中断机制
5.4.1 中断操作原理
5.4.2 80x86微机的中断子系统
5.4.3 中断向量表
5.4.4 I.inux内核的中断处理
5.4.5 标志寄存器的中断标志
5.5 Linux的系统调用
5.5.1 系统调用接口
5.5.2 系统调用处理过程
5.5.3 Linux系统调用的参数传递方式
5.6 系统时间和定时
5.6.1 系统时间
5.6.2 系统定时
5.7 Linux进程控制
5.7.1 任务数据结构
5.7.2 进程运行状态
5.7.3 进程初始化
5.7.4 创建新进程
5.7.5 进程调度
5.7.6 终止进程
5.8 Linux系统中堆栈的使用方法
5.8.1 初始化阶段
5.8.2 任务的堆栈
5.8.3 任务内核态堆栈与用户态堆栈之间的切换
5.9 Linux0.12采用的文件系统
5.10 Linux内核源代码的目录结构
5.10.1 内核主目录linux
5.10.2 引导启动程序目录boot
5.10.3 文件系统目录fs
5.10.4 头文件主目录include
5.10.5 内核初始化程序目录init
5.10.6 内核程序主目录kernel
5.10.7 内核库函数目录lib
5.10.8 内存管理程序目录mm
5.10.9 编译内核工具程序目录tools
5.1l 内核系统与应用程序的关系
5.12 linux/MakeftIe文件
5.12.1 功能描述
5.12.2 代码注释
5.13 本章 小结

第6章 引导启动程序
6.1 总体功能
6.2 bootsect.S程序
6.2.1 功能描述
6.2.2 代码注释
6.2.3 其他信息
6.3 setup.S程序
6.3.1 功能描述
6.3.2 代码注释
6.3.3 其他信息
6.4 lead.s程序
6.4.1 功能描述
6.4.2 代码注释
6.4.3 其他信息
6.5 本章 小结

第7章 初始化程序
7.1 main.c程序
7.1.1 功能描述
7.1.2 代码注释
7.1.3 其他信息
7.2 环境初始化工作
7.3 本章 小结

第8章 内核代码
8.1 总体功能
8.1.1 中断处理程序
8.1.2 系统调用处理相关程序
8.1.3 其他通用类程序
8.2 asm.s程序
8.2.1 功能描述
8.2.2 代码注释
8.2.3 Intel保留中断向量的定义
8.3 traps.c程序
8.3.1 功能描述
8.3.2 代码注释
8.4 syscall.s程序
8.4.1 功能描述
8.4.2 代码注释
8.4.3 其他信息
8.5 mktime.c程序
8.5.1 功能描述
8.5.2 代码注释
8.5.3 闰年的计算方法
8.6 sched.c程序
8.6.1 功能描述
8.6.2 代码注释
8.6.3 其他信息
8.7 signal.c程序
8.7.1 功能描述
8.7.2 代码注释
8.7.3 进程信号说明
8.8 exit.c程序
8.8.1 功能描述
8.8.2 代码注释
8.9 fork.c程序
8.9.1 功能描述
8.9.2 代码注释
8.9.3 任务状态段信息
8.10 sys.c程序
8.10.1 功能描述
8.10.2 代码注释
8.1l vsprimtfc程序
8.11.1 功能描述
8.11.2 代码注释
8.11.3 vsprintf的格式字符串
8.11.4 与当前版本的区别
8.12 printk.c程序
8.12.1 功能描述
8.12.2 代码注释
8.13 panic.c程序
8.13.1 功能描述
8.13.2 代码注释
8.14 本章 小结

第9章 块设备驱动程序
9.1 总体功能
9.1.1 块设备请求项和请求队列
9.1.2 块设备访问调度处理
9.1.3 块设备操作方式
9.2 blk.h文件
9.2.1 功能描述
9.2.2 代码注释
9.3 hd.c程序
9.3.1 功能描述
9.3.2 代码注释
9.3.3 其他信息
9.4 nrwblk.c程序
9.4.1 功能描述
9.4.2 代码注释
9.5 ramdisk.c程序
9.5.1 功能描述
9.5.2 代码注释
9.6 floppy.c程序
9.6.1 功能描述
9.6.2 代码注释
9.6.3 其他信息

第10章 字符设备驱动程序
10.1 总体功能
10.1.1 终端驱动程序基本原理
10.1.2 Linux支持的终端设备类型
10.1.3 终端基本数据结构
lO.1.4 规范模式和非规范模式
10.1.5 控制台终端和串行终端设备
10.1.6 终端驱动程序接口
10.2 keyboard.S程序
10.2.1 功能描述
10.2.2 代码注释
10.2.3 其他信息
10.3 console.c程序
10.3.1 功能描述
10.3.2 代码注释
10.3.3 其他信息
10.4 serial.c程序
10.4.l 功能描述
10.4.2 代码注释
lO.4.3 异步串行通信控制器UART
10.5 rsio.s程序
10.5.1 功能描述
10.5.2 代码注释
10.6 ttyi0.c程序
10.6.1 功能描述
10.6.2 代码注释
10.6.3 控制字符vnME、VMlN
10.7 ttyjoctl.c程序
10.7.1 功能描述
10.7.2 代码注释
第11章 数学协处理器
第12章 文件系统
第13章 内存管理
第14章 头文件
第15章 库文件
第16章 建造工具
第17章 实验环境设置与使用方法
附录
参考文献

精彩书摘

  第1章 概述
  本章首先回顾了Linux操作系统的诞生、开发和成长过程,由此读者可以理解本书选择Linux系统早期版本作为学习对象的一些原因;然后具体说明了选择早期Linux内核版本进行学习的优点和不足之处以及如何开始进一步学习;最后对各章的内容进行了简要介绍。
  1.1 Linux的诞生和发展
  Linux操作系统是UNIX操作系统的一种克隆系统。它诞生于1991年10月5日(这是第一次正式向外公布的时间)。此后借助于Internet网络,经过全世界计算机爱好者的共同努力,现已成为当今使用最多的一种UNIX类操作系统,并且使用人数还在迅猛增长。
  Linux操作系统的诞生、发展和成长过程依赖于以下五个重要支柱:UNIX操作系统、MINIX操作系统、GNU计划、POSIX标准和Internet。下面根据这五个基本线索来回顾一下Linux的酝酿过程、开发历程以及最初的发展。首先分别介绍其中的四个基本要素,然后根据Linux的创始人Linus Torvalds从对计算机感兴趣而自学计算机知识,到心里开始酝酿编制一个自己的操作系统,到最初Linux内核0.O1版公布以及从此如何艰难地一步一个脚印地在全世界黑客的帮助下推出比较完善的1.0版本这段经过,对Linux的早期发展历史进行详细介绍。
  当然,目前Linux内核版本已经开发到了2.6.X版。而大多数Linux系统中所用到的内核是稳定的2.6.12版内核(其中第2个数字若是奇数则表示正在开发的版本,不能保证系统的稳定性)。对于Linux的一般发展史,许多文章和书籍都有介绍,这里不再重复。
  1.1.1 UNIX操作系统的诞生
  UNIX操作系统最早是美国贝尔实验室的Ken Thompson于1969年夏在DEC PDP-7小型计算机上开发的一个分时操作系统。
  Ken Thompson为了能在闲置不用的PDP-7计算机上运行他非常喜欢的星际旅行(Star Trek)游戏,于1969年夏天趁他夫人回家乡加利福尼亚度假期间,在一个月内开发出了UNIX操作系统的原型。当时使用的是BCPL语言(基本组合编程语言),后经Dennis Ritchie于1972年用移植性很强的C语言进行了改写,使得UNIX系统在大学得到了推广。

前言/序言

  本书是一本有关Linux操作系统内核基本工作原理的入门读物。
  本书的主要目标
  本书的主要目标是使用尽量少的篇幅,对完整的Linux内核源代码进行解剖,使读者对操作系统的基本功能和实际实现方式获得全方位的理解。
  本书读者应是知晓Linux系统的一般使用方法或具有一定的编程基础,但比较缺乏阅读目前最新内核源代码的基础知识,又急切希望能够进一步理解IJNIX类操作系统内核工作原理和实际代码实现的爱好者。这部分读者的水平应该界于初级与中级水平之间。目前,这部分读者人数在Linux爱好者中所占的比例是很高的,而面向这部分读者以比较易懂和有效的手段讲解内核的书籍资料不多。 现有书籍不足之处 目前已有的描述Linux内核的书籍,均尽量选用最新Linux内核版本(例如Fedora 8使用的2.6.24稳定版等)进行描述,但由于目前Linux内核整个源代码的大小已经非常大(例如2.2.20版就已具有268万行代码!),因此这些书籍仅能对LJnux内核源代码进行选择性或原理性的说明,许多系统实现细节被忽略。因此并不能使读者对实际L,inux内核有清晰而完整的理解。
  Scott Maxwell的《Linux内核源代码分析》基本上是面对Linux中、高级水平的读者,需要较为全面的基础知识才能完全理解。而且可能是由于篇幅所限,该书并没有对所有Linux内核代码进行注释,略去了很多内核实现细节,例如内核中使用的各个头文件(*.h)、生成内核代码映像文件的工具程序、各个make文件的作用和实现等均没有涉及。因此对于处于初、中级水平之间的读者来说阅读该书有些困难。
  John Lions的《莱昂氏LINIX源代码分析》虽然是一本学习UNIX类操作系统内核源代码很好的书,但是由于其采用的是UNIX V6版,其中系统调用等部分代码是用早已废弃的PDP.11系列机的汇编语言编制的,因此在阅读和理解与硬件部分相关的源代码时就会遇到较大的困难。
  A.S.Tanenbaum的《操作系统:设计与实现》是有关操作系统内核实现很好的入门书籍,但该书所叙述的M1NⅨ系统是一种基于消息传递的内核实现机制,与IAnux内核的实现有所区别。因此在学习该书之后,并不能很顺利地即刻着手进一步学习较新的Linux内核源代码实现。
  在使用这些书籍进行学习时会有一种“盲人摸象”的感觉,不容易真正理解Linux内核系统具体实现的整体概念,尤其是对那些Linux系统初学者,或刚学会如何使用Linux系统的人在使用那些书学习内核原理时,内核的整体运作结构并不能清晰地在脑海中形成。这在本人多年的Linux内核学习过程中也深有体会。在1991年10月,Linux的创始人Linus’Forvalds在开发出Linux 0.03版后写的一篇文章中也提到了同样的问题。在这篇题为《IJnux-aFree unix.386Kernel》目的文章中,他说:“开发Linux是为了那些操作系统爱好者和计算机科学系的学生使用、学习和娱乐”。“自由软件基金会的GN2J Hurd系统如果开发出来就已经显得太庞大而不适合学习和理解。”




Linux 内核:剖析经典,洞悉底层 内容概述: 本书是一本深入剖析 Linux 内核早期版本的经典著作,旨在带领读者系统地理解操作系统最核心的运作机制。虽然篇幅庞大,但其精髓在于以一种严谨、详实的态度,揭示了 Linux 0.12 内核在设计理念、数据结构、关键算法以及模块实现等方方面面的细节。读者将跟随作者的笔触,一步步走进这个曾经奠定 Linux 帝国基石的早期版本,从中汲取宝贵的知识养分。 本书并非一本浅尝辄止的介绍性读物,而是通过大量的代码分析、伪代码示例和理论阐述,为读者构建一个完整且立体的内核映像。从最底层的硬件交互,到进程管理、内存调度、文件系统运作,再到系统调用接口的实现,无一不被细致地解构和讲解。每一个看似微小的内核组件,在这里都得到了深入的挖掘,其内在的逻辑、与其他部分的协同作用,都得到了清晰的呈现。 本书核心内容与技术深度: 一、 内核引导与初始化: 本书的起点是 Linux 内核的启动过程。读者将学习到,当计算机加电后,BIOS/UEFI 如何将控制权交给引导加载程序(boot loader),再由引导加载程序加载内核镜像到内存。随后,内核本身如何进行初始化,包括对硬件设备的检测、内存区域的划分、关键数据结构的准备,以及第一个用户进程——init 进程的创建。这一过程是理解整个操作系统运行的基础,本书将在此环节给予详尽的解析,让读者明白内核是如何从一个静态的程序,转变为一个动态运行的、管理着整个系统的庞大工程。 引导加载程序 (Boot Loader) 的作用: 详细阐述 boot loader 在启动链中的关键角色,如何将内核镜像加载到内存,并传递必要的启动参数。 内核初始化流程: 逐一解析内核初始化阶段的各个步骤,包括中断描述符表 (IDT) 的建立、全局描述符表 (GDT) 的配置、内存管理单元 (MMU) 的初始化、以及各种子系统的初始化顺序。 硬件抽象层 (HAL) 的早期实现: 尽管早期内核的 HAL 概念尚未完全成熟,但本书会分析内核如何通过一系列的接口与底层硬件进行交互,为上层提供统一的访问方式。 二、 进程管理: 进程是操作系统中最基本的执行实体。本书将深入探讨 Linux 0.12 内核如何实现进程的创建、销毁、调度以及进程间通信 (IPC)。读者将了解进程控制块 (PCB) 的结构,它是记录进程所有信息的核心数据结构。同时,本书会重点解析内核的进程调度算法,如何在多个就绪进程之间进行切换,以实现 CPU 资源的公平分配和最大化利用。 进程控制块 (PCB) 的详解: 深入剖析 PCB 中的各项字段,如进程 ID (PID)、状态、优先级、页表指针、文件句柄等,以及它们在进程生命周期中的作用。 进程创建与销毁: 详细讲解 `fork()` 和 `exec()` 等系统调用的底层实现,以及 `exit()` 系统调用如何处理进程的终止和资源的回收。 进程调度策略: 分析内核采用的调度算法,如时间片轮转、优先级调度等,并解释这些算法如何平衡进程的公平性和响应时间。 进程间通信 (IPC) 机制: 介绍早期 Linux 内核提供的 IPC 机制,如管道、信号等,并分析其实现原理和应用场景。 三、 内存管理: 内存管理是操作系统的核心功能之一,直接影响系统的性能和稳定性。本书将详细讲解 Linux 0.12 内核如何管理物理内存和虚拟内存。读者将学习到分页机制的工作原理,包括页表、页目录以及 TLB (Translation Lookaside Buffer) 的作用。此外,内核如何处理内存分配和释放,以及页面置换算法的实现,都将得到细致的分析。 虚拟内存与物理内存的映射: 深入解析分页机制,如何通过页表将虚拟地址映射到物理地址,以及 MMU 在这一过程中的核心作用。 页表结构与遍历: 详细介绍页表(Page Table)和页目录(Page Directory)的数据结构,以及内核如何通过这些结构来管理内存映射。 内存分配与回收: 分析内核的内存分配器(allocator)如何管理空闲内存页,以及 `kmalloc()` 和 `vmalloc()` 等内存分配函数的底层逻辑。 页面置换算法: 探讨内核如何选择需要被换出的页面,以在内存不足时保持系统的运行,例如 LRU(Least Recently Used)等算法的变种。 四、 中断与异常处理: 中断和异常是操作系统响应外部事件和内部错误的关键机制。本书将详细阐述 Linux 0.12 内核如何设计和实现中断控制器、中断向量表以及中断服务例程 (ISR)。读者将了解中断发生时,CPU 如何暂停当前任务,跳转到中断处理程序,以及中断处理完毕后如何恢复之前的执行状态。异常处理同样会被深入剖析,包括除零、缺页等异常情况下的内核响应。 中断控制器 (PIC/APIC) 的作用: 介绍中断控制器如何接收和管理来自硬件设备的中断请求。 中断描述符表 (IDT) 的构建: 详细解析 IDT 的结构,以及它如何将中断向量与对应的中断处理函数关联起来。 中断服务例程 (ISR) 的编写与执行: 分析中断发生时,内核如何调用 ISR 来处理特定事件,以及 ISR 的编写规范和注意事项。 异常处理机制: 深入讲解各种异常(如页错误、非法指令、系统调用中断等)的触发条件、内核的响应流程以及异常处理程序的实现。 五、 系统调用接口: 系统调用是用户空间程序与内核空间进行交互的唯一途径。本书将详细解析 Linux 0.12 内核所提供的系统调用接口,包括 `read`、`write`、`open`、`close` 等文件操作,以及 `getpid`、`fork` 等进程管理相关的系统调用。读者将理解用户空间是如何通过软件中断(如 `INT 0x80`)触发系统调用,以及内核如何处理这些请求并返回结果。 系统调用入口点: 详细分析用户空间是如何通过特定的指令(如 `INT 0x80`)进入内核模式,并向内核传递系统调用号和参数。 系统调用分发机制: 阐述内核如何根据系统调用号,查找并调用对应的内核函数来处理用户请求。 参数传递与返回值处理: 详细说明用户空间与内核空间之间参数的传递方式,以及内核如何将处理结果返回给用户空间。 关键系统调用的实现细节: 挑选如 `open`、`read`、`write`、`fork`、`exec` 等核心系统调用,深入剖析其在内核中的具体实现逻辑。 六、 文件系统: 文件系统是组织和管理磁盘上数据的关键。本书将介绍 Linux 0.12 内核如何实现其早期的文件系统,例如 Minix 文件系统。读者将了解文件的表示方式,包括目录结构、inode 的作用,以及文件读写操作是如何通过文件系统接口来实现的。缓存机制在文件 I/O 中的作用也会得到讲解。 文件系统结构(以 Minix FS 为例): 深入解析 Minix 文件系统的组织结构,包括超级块 (superblock)、目录块、inode 块和数据块的含义和关系。 inode 的作用与管理: 详细讲解 inode 如何唯一标识一个文件或目录,以及 inode 中存储的元数据信息(如权限、大小、时间戳等)。 文件查找与访问: 分析用户进程如何通过文件路径,在文件系统中逐级查找目标文件或目录。 文件读写操作的底层实现: 详细阐述 `read()` 和 `write()` 系统调用是如何与文件系统结合,实现数据的物理读写。 页缓存 (Page Cache) 的作用: 解释页缓存如何加速文件 I/O 操作,减少对底层存储设备的直接访问。 七、 设备驱动模型 (早期): 虽然早期内核的设备驱动模型不如现代内核那样完善,但本书依然会探讨内核如何与各种硬件设备进行交互。读者将了解字符设备和块设备的区别,以及如何通过设备文件(如 `/dev/tty0`、`/dev/sda`)来访问这些设备。字符设备驱动的编写,以及块设备驱动与文件系统的接口,都会被提及。 字符设备与块设备: 明确区分字符设备和块设备的概念,以及它们在硬件访问方式上的差异。 设备文件 (Device Files): 解释 `/dev` 目录下设备文件的作用,以及它们是如何与实际硬件设备建立联系的。 字符设备驱动接口: 介绍内核为字符设备驱动提供的标准接口,包括 `open`、`read`、`write`、`ioctl` 等操作。 块设备驱动与文件系统的交互: 阐述块设备驱动如何为文件系统提供底层的数据读写服务。 本书的价值与阅读建议: 对于有志于深入理解操作系统底层原理的开发者、研究人员,以及对计算机系统架构充满好奇的爱好者而言,本书无疑是一份宝贵的财富。通过对 Linux 0.12 内核的细致剖析,读者将能够: 建立坚实的操作系统理论基础: 获得对进程、内存、中断、文件系统等核心概念的深刻理解,而不仅仅是停留在理论层面。 掌握内核开发的基本思路: 学习内核开发者是如何思考问题、设计解决方案的,为未来深入内核开发奠定基础。 洞悉现代操作系统的演进脉络: 尽管研究的是早期版本,但其核心设计思想和实现方式,很多都延续至今,能够帮助理解现代 Linux 内核的演进。 培养解决复杂问题的能力: 通过分析内核代码,学习如何调试、理解复杂的软件系统,提升解决技术难题的能力。 阅读本书,需要读者具备一定的 C 语言基础,并对计算机体系结构有一定的了解。 建议读者在阅读过程中,结合源码进行对照,勤于动手实践,例如尝试在虚拟机中编译和运行早期版本的 Linux 内核,通过 `gdb` 等工具进行调试。每一个章节的学习,都应以理解其核心逻辑和关键数据结构为目标,逐步构建起完整的内核知识体系。 总结: 《Linux 内核完全剖析:基于 0.12 内核》是一部严肃的技术著作,它以一种近乎“考古”的方式,为我们打开了通往 Linux 内核早期世界的大门。本书内容详实,技术深度毋庸置疑,它不仅仅是一本技术手册,更是一本引人入胜的操作系统探索之旅。对于真正希望理解“代码之下”的运作机制的读者来说,踏入这本书所构建的世界,将是一次极具价值的学习经历。

用户评价

评分

作为一个对计算机系统底层技术充满热情的研究者,《Linux内核完全剖析:基于0.12内核》这本书无疑是一块诱人的磁石。在技术飞速发展的今天,很多书籍都致力于介绍最新的技术和框架,这固然有其价值,但却容易让人忽略了事物最本源的设计思想。0.12版本的Linux内核,承载着Linux早期蓬勃发展的历史印记,它或许没有现代内核那样复杂的特性和庞大的代码量,但恰恰是这种“返璞归真”的视角,能够帮助我们更清晰地认识到Linux内核的核心架构和设计理念。我特别期待这本书能够详细剖析0.12内核的启动过程,从BIOS到引导加载程序,再到内核的初始化,每一个环节都可能蕴含着深刻的学问。此外,我对进程间通信(IPC)的早期实现方式以及同步机制(如信号量、自旋锁)的原理也充满兴趣。在现代内核中,这些机制可能已经有了更高级的抽象和优化,但了解它们的原始形态,有助于理解其演进的逻辑和设计初衷。这本书如果能深入浅出地讲解这些内容,无疑将是一笔宝贵的财富。我希望能在这本书的引导下,能够构建起一个对Linux内核整体运作机制的宏观认识,并为进一步深入研究现代内核打下坚实的基础。

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作为一名在嵌入式领域摸爬滚打多年的工程师,我深知理解硬件和软件之间的交互有多么重要。Linux在嵌入式系统中的应用日益广泛,而要在这个领域做到游刃有余,对Linux内核的深入理解是必不可少的。《Linux内核完全剖析:基于0.12内核》这本书的出现,恰好满足了我对于追溯Linux内核设计之初的强烈愿望。0.12版本,这个承载着Linux发展史早期重量级的版本,我希望它能带领我穿越时空的隧道,去领略Linus Torvalds在那个时代是如何构思和实现一个操作系统的。我特别期待书中能够详细阐述0.12内核中的设备模型,它如何管理和驱动各种硬件设备,比如串口、定时器、中断控制器等。在嵌入式开发中,与硬件的紧密结合是常态,理解内核如何抽象和管理这些低级硬件,对于我进行驱动开发、性能优化以及解决硬件兼容性问题至关重要。我希望书中不仅仅是理论的阐述,还能提供一些实际的代码片段分析,让我能够更直观地看到内核代码是如何与硬件交互的。这本书的价值,在于它能够提供一个清晰的“解剖图”,让我能够理解Linux内核是如何在有限的硬件条件下,通过精妙的设计,实现对整个系统的控制和管理的。

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我一直对操作系统底层是如何运作的感到好奇,尤其是Linux,它强大的稳定性和灵活性让我着迷。这次入手《Linux内核完全剖析:基于0.12内核》,我主要是想找到一种能够真正“看透”内核运作的方式。很多时候,我们只是在表面上使用Linux,调用API,编写脚本,但内核内部到底发生了什么,我们却知之甚少。这本书选择0.12内核作为一个切入点,这让我觉得非常有价值。0.12版本虽然古老,但它代表了Linux早期最纯粹的设计理念,没有太多后来为了兼容性和性能而叠加的复杂性。我希望能通过这本书,深入理解Linux内核的设计哲学,比如它的进程调度算法,它是如何公平高效地分配CPU时间的;它的内存管理机制,它是如何将物理内存抽象成虚拟地址空间,并进行高效分配和回收的。我特别期待书中能够详细讲解文件系统的实现,例如早期Linux使用的ext文件系统的结构,以及它是如何管理磁盘上的文件和目录的。了解这些基础,就像是学习一种“编程的底层语言”,会让你对整个系统的理解上升到一个全新的维度。我相信,即使是0.12内核,它所包含的许多核心概念和设计原则,依然对理解现代Linux内核有着重要的指导意义。希望这本书能为我揭开Linux内核神秘的面纱,让我不再是一个仅仅“会用”Linux的人,而是能真正“理解”Linux的人。

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最近我迷上了一些计算机科学的经典著作,尤其是关于操作系统原理的。在这样的背景下,《Linux内核完全剖析:基于0.12内核》这本书引起了我的注意。《Linux内核完全剖析:基于0.12内核》的标题本身就充满了吸引力,它不仅仅是关于Linux,更是关于“剖析”,意味着一种深入的、解构式的探索。而选择0.12内核作为分析对象,则更显其独特之处。我相信,对于任何一个对操作系统底层原理有追求的人来说,理解Linux的早期版本,就像是回溯到那个伟大的起点。我非常希望能在这本书中找到关于0.12内核如何处理系统调用、中断处理和异常的详细讲解。这些是操作系统最基础也最核心的功能,它们构成了用户空间和内核空间之间沟通的桥梁,也是系统稳定运行的基石。我期望书中能够清晰地描绘出这些过程的流程图和关键数据结构,让我能够理解一个用户发出的命令是如何在内核中被一步步处理的。此外,关于早期Linux内核的内存分配策略,如伙伴系统(buddy system)或其他早期实现,我也非常感兴趣。了解这些基础的内存管理技术,对于理解现代操作系统如何高效利用宝贵的内存资源,具有不可替代的意义。这本书的意义,我认为在于它提供了一个“溯源”的机会,让我们能够从根本上理解Linux的生命力是如何孕育和发展的。

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作为一名Linux系统管理员,对底层原理的探求一直是我职业生涯中的重要驱动力。市面上关于Linux内核的书籍很多,但真正能做到深入浅出的却不常见。这次拿到《Linux内核完全剖析:基于0.12内核》,我怀着既期待又审慎的心情开始阅读。这本书最大的吸引力在于它选择了Linux内核的早期版本——0.12。我知道,很多现代内核的书籍会专注于最新的版本,那些版本经过无数次的迭代和优化,代码量庞大,概念抽象,对于初学者来说,往往如同面对一座高不可攀的山峰。而0.12内核,虽然技术上可能已经显得陈旧,但它承载着Linux早期发展中最纯粹、最核心的设计思想。我希望通过这本书,能够剥离掉那些后期为了兼容性和性能而增加的复杂性,直观地理解Linux是如何从一个简单的概念,逐步构建起一个完整的操作系统内核的。这就像是在研究一座古老建筑的基石和最初的设计蓝图,从中领悟到的精髓,往往比了解华丽的现代装修更为深刻。我期待书中能详细介绍0.12内核的架构,包括进程管理、内存管理、文件系统、设备驱动等基本模块是如何组织的。理解这些最底层的逻辑,对于我日后在工作中遇到的各种性能瓶颈、疑难杂症,甚至是在定制化Linux发行版时,都将提供坚实的理论基础。我尤其关注书中对数据结构和算法的阐述,因为内核的效率很大程度上取决于这些底层实现。希望这本书能够清晰地展示0.12内核是如何在有限的硬件资源下,通过精巧的设计,实现高效的资源调度和管理的。

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书包装的不错,就是发票太难找了

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图书质量不错,小字号印刷,将近千页,物有所值!

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不错的书。。。。

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电子版看着累,,,买本实体书看,,,好书,,,

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不错的书。。。。

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好书 学习中

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内容不错,就是太厚了,感觉看不完啊

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比linux内核源码情景分析内容少很多,但容易懂些。

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版本老,没时间看,看完再说

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