深入理解LINUX内核（第3版）
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2023-07-08
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《深入理解LINUX内核（第3版）》为了彻底理解是什么使得Linux能正常运行以及其为何能在各种不同的系统中运行良好，你需要深入研究内核本质的部分。内核处理CPU与外界间的所有交互，并且决定哪些程序将以什么顺序共享处理器时间。它如此有效地管理有限的内存，以至成百上千的进程能高效地共享系统。它熟练地统筹数据传输，这样CPU 不用为等待速度相对较慢的硬盘而消耗比正常耗时更长的时间。
为了透彻理解Linux的工作机理，以及为何它在各种系统上能顺畅运行，你需要深入到内核的心脏。cPu与外部世界的所有交互活动都是由内核处理的，哪些程序会分享处理器的时间，以什么样的顺序来分享。内核不遗余力地管理有限的内存，以使数以千计的进程有效地共享系统资源。内核还精心组织数据传送，使得cPu不再受限于慢速硬盘。 《深入理解Linux内核》第三版将引领你畅游内核中用到的主要数据结构、算法和编程技巧。如果你的确想了解计算机内部的实现机理，那么作者透过现象探寻本质，提供了颇有价值的深入分析。本书针对具体的Intel平台，讨论了其重要特征，逐行剖析了相关的代码片段。但是，本书涵盖的内容不仅仅局限于代码的机理，还解释了Linux运作方式的理论支撑。 本书第三版涵盖Linux ，从中可以看到几乎内核每个子系统都有相当大的变化，首当其冲的是内存管理和块设备部分。本书集中讨论了如下内容： 内存管理，包括文件缓冲、进程交换以及直接内存访问（DMA） 虚拟文件系统层和第二及第三扩展文件系统 进程创建及调度 信号、中断及设备驱动程序的主要接口 定时 内核中的同步 进程间通信（IPC） 程序执行 本书将使你熟悉Linux所有的内在工作机理，但本书不仅仅是一种学术演练。你将了解到什么条件会促使Linux产生性能，你还会看到，Linux在各种环境下如何满足进程调度、文件访问及内存管理期间系统提出的快速响应要求。本书有助于你充分展现Linux系统的魅力。
博韦，计算机科学专业博士，意大利罗马大学Tor vergata分校全职教授。 切萨蒂 数学和计算机科学博士，罗马大学Tor vergata分校工程学院计算机科学系助理研究员。
前言第一章 绪论Linux与其他类Unix内核的比较硬件的依赖性Linux版本操作系统基本概念Unix文件系统概述Unix内核概述第二章 内存寻址内存地址硬件中的分段Linux中的分段硬件中的分页Linux中的分页第三章 进程进程、轻量级进程和线程进程描述符进程切换创建进程撤消进程第四章 中断和异常中断信号的作用中断和异常中断和异常处理程序的嵌套执行初始化中断描述符表异常处理中断处理软中断及tasklet工作队列从中断和异常返回第五章 内核同步内核如何为不同的请求提供服务同步原语对内核数据结构的同步访问避免竞争条件的实例第六章 定时测量时钟和定时器电路Linux计时体系结构更新时间和日期更新系统统计数软定时器和延迟函数与定时测量相关的系统调用第七章 进程调度调度策略调度算法调度程序所使用的数据结构调度程序所使用的函数多处理器系统中运行队列的平衡与调度相关的系统调用第八章 内存管理页框管理内存区管理非连续内存区管理第九章 进程地址空间进程的地址空间内存描述符线性区缺页异常处理程序创建和删除进程的地址空间堆的管理第十章 系统调用POSIX API和系统调用系统调用处理程序及服务例程进入和退出系统调用参数传递内核封装例程第十一章 信号信号的作用产生信号传递信号与信号处理相关的系统调用第十二章 虚拟文件系统虚拟文件系统(VFS)的作用VFS的数据结构文件系统类型文件系统处理路径名查找VFS系统调用的实现文件加锁第十三章 I/O体系结构和设备驱动程序I/O体系结构设备驱动程序模型设备文件设备驱动程序字符设备驱动程序第十四章 块设备驱动程序块设备的处理通用块层I/O调度程序块设备驱动程序打开块设备文件第十五章 页高速缓存页高速缓存把块存放在页高速缓存中把脏页写入磁盘sync()、fsync()和fdatasync()系统调用第十六章 访问文件读写文件内存映射直接I/O传送异步I/O第十七章 回收页框页框回收算法反向映射PFRA实现交换第十八章 Ext2和Ext3文件系统Ext2的一般特征Ext2磁盘数据结构Ext2的内存数据结构创建Ext2文件系统Ext2的方法管理Ext2磁盘空间Ext3文件系统第十九章 进程通信管道FIFOSystem V IPCPOSIX消息队列第二十章 程序的执行可执行文件可执行格式执行域exec函数附录一 系统启动附录二 模块参考文献源代码索引
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