Linux內核完全剖析--基於0.12內核 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙炯 編

圖書標籤:

• Linux內核
• 內核剖析
• 0
• 12內核
• 操作係統
• C語言
• 計算機科學
• 技術
• 編程
• 源碼分析
• 嵌入式係統

店鋪： 博庫網旗艦店

齣版社： 機械工業

ISBN：9787111250470

商品編碼：1029309118

開本：16

齣版時間：2009-01-01

基本信息

• 商品名稱：Linux內核完全剖析--基於0.12內核
• 作者：趙炯
• 定價：99
• 齣版社：機械工業
• ISBN號：9787111250470

其他參考信息（以實物為準）

• 齣版時間：2009-01-01
• 印刷時間：2010-05-17
• 版次：1
• 印次：1
• 開本：16開
• 包裝：平裝
• 頁數：945
• 字數：1494韆字

編輯推薦語

本書是一本有關Linux操作係統內核基本工作原理的入門讀物。本書對早期Linux內核（v0.12）全部代碼文件進行瞭詳細、全麵的注釋和說明，旨在幫助讀者用較短的時間對Linux的工作機理獲得全麵而深刻的理解，為進一步學習和研究Linux打下堅實的基礎。本書適閤Linux愛好者作為學習內核工作原理的自學參考書籍，也適閤作為高校計算機專業學生學習操作係統課程的輔助和實踐教材，還可供一般技術人員作為開發嵌入式係統的參考書使用。

內容提要

本書對早期Linux內核（v0.12）全部代碼文件進行瞭詳細、全麵的注 釋和說明，旨在幫助讀者用較短的時間對Linux的工作機理獲得全麵而深刻 的理解，為進一步學習和研究Linux打下堅實的基礎。雖然選擇的版本較低 ，但該內核已能夠正常編譯運行，並且其中已包括瞭Linux工作原理的精髓 。書中首先以Linux源代碼版本的變遷為主綫，介紹瞭Linux的曆史，同時 著重說明瞭各個內核版本的主要區彆和改進，給齣瞭選擇0.12版內核源代 碼作為研究對象的原因。在正式描述內核源代碼之前，概要介紹瞭運行 Linux的PC的硬件組成結構、編製內核使用的匯編語言和C語言擴展部分， 並且重點說明瞭80x86處理器在保護模式下運行的編程方法。接著詳細介紹 瞭Linux內核源代碼目錄樹組織結構，並依據該結構對所有內核程序和文件 進行瞭注釋和詳細說明。有關代碼注釋的章節安排基本上都分為具體研究 對象的概述、每個文件的功能介紹、代碼內注釋、代碼中難點及相關資料 介紹等部分。為瞭加深讀者對內核工作原理的理解，書中*後一章給齣瞭 圍繞Linux 0.12係統的多個試驗。試驗中所使用的相關程序均可從本書配 套網站（www.oldlinux.org）上下載。
     本書適閤Linux愛好者作為學習內核工作原理的自學參考書籍，也適閤 作為高校計算機專業學生學習操作係統課程的輔助和實踐教材，還可供一 般技術人員作為開發嵌入式係統的參考書使用。
    

目錄

序.
**章 概述
1.1 Linux的誕生和發展
1.1.1 UNIX操作係統的誕生
1.1.2 MINIX操作係統
1.1.3 GNU計劃
1.1.4 POSIX標準
1.1.5 Linux操作係統的誕生
1.1.6 Linux操作係統版本的變遷
1.1.7 Linux名稱的由來
1.1.8 早期Linux係統開發的主要貢獻者
1.2 內容綜述
1.3 本章小結
第2章 微型計算機組成結構
2.1 微型計算機組成原理
2.2 I/O端口尋址和訪問控製方式
2.2.1 I/O端口和尋址
2.2.2 接口訪問控製
……
第3章 內核編程語言和環境
第4章 80X86保護模式及其編程
第5章 Linux內核體係結構
第6章 引導啓動程序
第7章 初始化程序
第8章 內核代碼
第9章 塊設備驅動程序
**0章 字符設備驅動程序
**1章 數學協處理器
**2章 文件係統
**3章 內存管理
**4章 頭文件
**5章 庫文件
**6章 建造工具
**7章 實驗環境設置與使用方法
附錄
參考文獻

《深入理解 Linux 內核：基於現代架構的實踐指南》 引言 在當今數字化浪潮席捲的時代，操作係統作為支撐一切計算活動的基石，其重要性不言而喻。而 Linux，作為開源操作係統的集大成者，以其強大的穩定性、靈活性和開放性，贏得瞭全球開發者的青睞，並在服務器、嵌入式設備、雲計算等領域占據瞭舉足輕重的地位。對於每一位希望深入理解計算機係統運作原理、掌握核心技術、甚至為操作係統貢獻力量的開發者而言，掌握 Linux 內核是必經之路。 本書並非對某一特定曆史版本的簡單復述，而是旨在為您提供一個全麵、深入且與時俱進的 Linux 內核學習體驗。我們將跳脫齣對陳舊代碼的細枝末節的糾纏，而是將目光聚焦於支撐現代 Linux 內核穩定高效運行的關鍵概念、設計哲學和核心機製。通過理論與實踐相結閤的方式，引導您逐步構建起對 Linux 內核的係統性認知，並具備分析、理解和修改內核代碼的能力。 核心內容概覽 本書的編寫旨在為您揭開 Linux 內核的神秘麵紗，讓您從宏觀到微觀，從原理到實現，全方位地理解這個龐大而精密的軟件係統。我們將圍繞以下幾個核心主題展開： 第一部分：內核基礎與架構 操作係統的本質與 Linux 內核的定位： 我們首先會迴顧操作係統的基本職能，如進程管理、內存管理、設備管理、文件係統等，並探討 Linux 內核在整個係統軟件棧中的關鍵作用。 理解內核模式與用戶模式的隔離，以及係統調用的工作機製，這是進入內核世界的敲門磚。 Linux 內核的整體架構設計： 本書將深入剖析 Linux 內核的模塊化設計思想，理解內核的各個子係統（如進程調度、內存管理、設備驅動、網絡協議棧等）是如何協同工作的。 我們將探討內核空間的組織方式，例如內核數據結構、函數調用約定以及中斷處理流程，為後續的學習打下堅實的基礎。 編譯與調試環境的搭建： 實踐是檢驗真理的唯一標準。本書將指導您如何搭建一套完整的 Linux 內核編譯和調試環境，包括獲取內核源代碼、配置編譯選項、使用交叉編譯工具鏈（如果需要）以及利用 GDB 等調試器進行內核代碼的單步調試。 掌握有效的調試技巧，將極大地提升您理解和分析內核行為的能力。 第二部分：進程管理與調度 進程與綫程的生命周期： 深入理解進程的概念，包括進程的創建、終止、阻塞、就緒以及運行等各個狀態的轉換。 剖析 Linux 內核中綫程模型的實現，以及用戶空間綫程與內核綫程的區彆與聯係。 進程調度的藝術： 這是 Linux 內核最核心、最復雜的模塊之一。我們將詳細解析 Linux 內核的調度器，包括 CFS（Completely Fair Scheduler）的調度算法、優先級機製、時間片分配策略等。 理解調度器是如何在眾多就緒進程中做齣選擇，以最大化係統吞吐量、最小化響應時間，並確保公平性。 進程間通信（IPC）機製： 探討 Linux 內核提供的豐富多樣的 IPC 機製，如管道（pipe）、信號（signal）、消息隊列（message queue）、共享內存（shared memory）、套接字（socket）等。 理解每種 IPC 機製的適用場景、性能特點以及其在內核中的具體實現。 第三部分：內存管理 虛擬內存的管理： 深入理解虛擬內存的概念，包括頁錶、地址翻譯、缺頁中斷等。 剖析 Linux 內核的頁錶管理機製，以及如何通過硬件和軟件協同完成虛擬地址到物理地址的轉換。 物理內存的管理： 學習 Linux 內核如何管理物理內存，包括夥伴係統（buddy system）、 slab 分配器等內存分配策略。 理解內存的分配與釋放過程，以及內核如何高效地利用有限的物理內存資源。 內存映射（Memory Mapping）： 詳細講解 mmap() 係統調用，以及其在文件 I/O、進程間共享內存等方麵的應用。 理解匿名映射和文件映射的區彆，以及它們如何影響內存的使用和管理。 緩存與頁緩存： 探討 Linux 內核如何利用頁緩存來加速文件 I/O 操作，以及頁麵迴收策略。 理解緩存機製對係統整體性能的提升作用。 第四部分：設備驅動與 I/O Linux 設備模型： 理解 Linux 內核的設備模型，包括總綫（bus）、設備（device）、驅動（driver）的概念，以及它們之間的關係。 學習如何注冊和管理設備驅動，以及驅動程序如何與內核進行交互。 字符設備與塊設備： 深入瞭解字符設備和塊設備的區彆，以及它們在內核中的實現方式。 剖析字符設備驅動（如串口、鍵盤）和塊設備驅動（如硬盤、SSD）的開發要點。 I/O 調度器： 理解 I/O 調度器的作用，以及不同的 I/O 調度算法（如 CFQ、Deadline、NOOP）如何優化塊設備的訪問性能。 中斷處理機製： 學習中斷的概念，以及中斷是如何被硬件觸發並由內核處理的。 剖析中斷描述符錶（IDT）、中斷服務例程（ISR）以及中斷上下文（interrupt context）等關鍵概念。 第五部分：文件係統 虛擬文件係統（VFS）： 這是 Linux 內核文件係統架構的核心。我們將深入理解 VFS 的設計原理，包括超級塊（superblock）、索引節點（inode）、目錄項（dentry）以及文件對象（file object）等。 理解 VFS 如何為上層用戶提供一個統一的文件訪問接口，而無需關心底層具體文件係統的實現細節。 常見 Linux 文件係統詳解： 我們將以 Ext4、XFS、Btrfs 等現代 Linux 文件係統為例，詳細講解它們的設計特點、元數據結構、日誌功能、緩存機製以及性能優化策略。 理解不同文件係統的優缺點，以及它們在不同應用場景下的適用性。 文件係統的掛載與卸載： 學習文件係統是如何被掛載到目錄樹中的，以及卸載過程的原理。 第六部分：係統調用與內核模塊 係統調用的深入剖析： 再次強調係統調用作為用戶空間與內核空間交互的唯一途徑。我們將通過代碼示例，深入理解一個係統調用的完整生命周期，從用戶空間的調用到內核空間的執行。 學習如何跟蹤和分析係統調用。 內核模塊化編程： 理解 Linux 內核模塊（Kernel Module）的概念，以及動態加載和卸載模塊的機製。 學習如何編寫、編譯和加載自己的內核模塊，以及如何利用內核模塊擴展內核功能。 探討內核模塊與內核主程序的交互方式，以及模塊中的同步機製。 學習方法與本書特色 本書的編寫將遵循以下原則，以期為您帶來最佳的學習體驗： 循序漸進，由淺入深： 我們將從最基本的概念入手，逐步深入到復雜的內核機製，確保您能夠平穩過渡。 原理與實現並重： 我們不僅會講解 Linux 內核的設計原理，更會結閤現代內核的代碼實現，讓您看到理論如何在實踐中落地。 注重實踐與動手能力： 書中將包含大量的代碼示例、配置指令和調試技巧，鼓勵您親自動手實踐，加深理解。 與時俱進的視角： 本書將關注現代 Linux 內核的發展趨勢和關鍵技術，為您提供麵嚮未來的知識。 清晰易懂的語言： 我們將盡量使用清晰、簡潔的語言，避免過多的技術術語堆砌，讓您更容易理解。 結語 掌握 Linux 內核，不僅僅是為瞭解決眼前的技術問題，更是為瞭獲得對計算機係統更深層次的理解，激發您在係統編程、高性能計算、安全研究等領域的無限可能。本書將是您探索 Linux 內核世界的得力助手，助您踏上成為一名優秀的係統工程師或內核開發者的徵程。讓我們一起，深入探尋 Linux 內核的奧秘，開啓一段激動人心的技術之旅！

評分☆☆☆☆☆

對於我這類偏愛動手實踐勝過純理論啃讀的技術人員而言，這本書的價值在於它提供瞭一個近乎完美的“沙盒”。它不是泛泛而談地討論抽象概念，而是聚焦於一個具體、可重現的代碼基綫。這意味著，讀者不僅可以閱讀理論，還可以實際去修改、編譯和觀察結果。這種“修改-觀察-再修改”的循環反饋機製，是理解操作係統復雜性的最快捷徑。我嘗試著去修改瞭一個簡單的係統調用返迴路徑，僅僅是一個微小的改動，就引發瞭連鎖反應，讓我深刻體會到內核設計的“牽一發而動全身”的脆弱與強大。這種實踐導嚮的深度挖掘，遠非那些隻停留在錶麵功能介紹的教材可比擬。它培養的不是記憶力，而是對係統內部依賴關係的洞察力，這對於任何嚴肅的係統程序員都是一項核心競爭力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版無疑是為那些對計算機底層機製抱有深厚探究欲望的硬核玩傢們送上的一份厚禮。我花瞭大量時間沉浸在它所構建的知識海洋中，最讓我印象深刻的是它對早期操作係統設計哲學近乎“活化石”般的還原。那種感覺，就像是拆解一颱老式機械鍾錶，每一個齒輪、每一個遊絲的運作都暴露在你的眼前，清晰可見。它沒有現代內核那些繁復的抽象層和復雜的兼容性妥協，而是展現瞭構建一個完整操作係統的最基本、最純粹的邏輯框架。對於希望理解內存管理、進程調度這些核心概念是如何從零開始被構思和實現的讀者來說，這種“考古式”的閱讀體驗是無可替代的。它迫使你跳齣使用現代發行版時那種理所當然的心態，去思考在資源極度匱乏的環境下，工程師們是如何用最精妙的算法來平衡效率與可行性的。這本書的價值，不在於它能教你如何編譯齣一個可以在日常工作服役的係統，而在於它能教會你如何思考一個操作係統的內核是如何“呼吸”的。這種基礎認知的建立，遠比記住幾個API調用要深刻得多。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度是令人敬畏的，它毫不留情地將讀者推嚮瞭匯編語言和底層硬件接口的交界處。坦率地說，這不是一本適閤睡前閱讀的輕鬆讀物；它要求讀者對C語言有紮實的功底，並且願意投入精力去跟蹤寄存器級彆的操作和中斷嚮量的跳轉。每當我感覺快要迷失在那些復雜的指針運算和位操作時，作者總能適時地提供一個精妙的圖示或一個簡潔的僞代碼總結，將我從細節的泥潭中拉迴高層次的邏輯結構。這種對細節的精準把控和對宏觀結構的清晰把握，使得全書的講解達到瞭一個極高的平衡點。我特彆欣賞它對當時硬件限製的描述，正是這些限製，塑造瞭後續幾十年操作係統設計的基本範式。閱讀過程中，我常常需要同時打開終端，手動模擬或跟蹤那些係統調用的執行路徑，這種“主動式學習”的體驗，遠比單純的被動接受知識要來得深刻和有效。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，閱讀這本書是一場漫長而艱辛的馬拉鬆，它對讀者的耐心和專注力提齣瞭極高的要求。不同於現代技術書籍追求的易讀性和快速上手，這本書更像是一部嚴謹的學術專著，它的語言風格是剋製而精確的，沒有多餘的修飾，每一個句子都承載著密集的專業信息。對於初次接觸操作係統的讀者，直接麵對這個版本可能會感到過於陡峭，甚至有些不知所措。然而，正是這種“高門檻”的特性，篩選齣瞭真正渴望深入理解係統本質的讀者。它強迫你慢下來，重新學習如何閱讀技術文檔，如何理解底層代碼的意圖而非僅僅關注其錶麵功能。一旦你跨過瞭最初的認知障礙，你會發現自己正在構建一個異常穩固的知識地基，這個地基不僅能支撐你對後續更復雜內核版本的理解，更能讓你在麵對任何新的係統設計挑戰時，都能迅速定位到問題的核心所在，因為它讓你明白瞭“最初的解決方案”是如何掙紮著誕生的。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我最初拿起這本書時，心裏是抱著一絲懷疑的。畢竟，基於如此古老的內核版本進行深入剖析，會不會顯得有些脫離實際應用？然而，閱讀下去後，這種疑慮很快煙消雲散瞭。這本書的敘事方式非常注重“因果鏈”的推導，它不僅僅是羅列代碼段和數據結構，更像是帶領讀者進行一場技術溯源之旅。作者在講解每一個模塊時，總是會先構建齣它需要解決的“問題場景”，然後展示當時最直接的解決方案，這種由問題驅動的講解模式，極大地增強瞭學習的代入感和邏輯的連貫性。我發現自己開始能夠更清晰地辨彆現代內核中那些曆史遺留的設計痕跡——那些在性能優化和嚮後兼容之間拉扯的復雜決策，其根源往往都能在書中描述的早期設計中找到影子。對於那些目標是成為係統架構師或編譯器開發者的同仁來說，這本書提供瞭寶貴的曆史視角，幫助我們理解技術債務是如何産生的，以及優秀的設計原則在時間洪流中的持久性。

評分☆☆☆☆☆

不錯

評分☆☆☆☆☆

不錯

評分☆☆☆☆☆

正版書，印刷清晰，價格閤理

評分☆☆☆☆☆

正版書，印刷清晰，價格閤理

評分☆☆☆☆☆

書的內容暫時沒有查看，但印刷質量認為一般。紙張太薄瞭。

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

不錯

評分☆☆☆☆☆

書真的很厚，還沒有看。

評分☆☆☆☆☆

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