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编辑推荐

本书作者罗伯特·洛夫（Robert Love）是资深的开源软件开发者，也是Linux内核核心开发人员，目前是谷歌云的高级工程总监。他在本书分享了在开发Linux 2.6内核过程中颇具价值的知识和经验，使得本书成为讲解Linux内核设计的经典佳作，填补了Linux内核理论和实践之间的鸿沟。本书译者陈莉君教授多年来深入研究Linux内核相关理论以及技术，致力于推动Linux在中国的发展，著译了多部Linux内核方面的著作，曾两次获得中国开源软件推进联盟颁发的“开源杰出贡献”奖。
书中详细描述了Linux内核的设计与实现以及主要子系统和特点，包括Linux内核的设计、实现和接口。从理论到实践涵盖了Linux内核的方方面面，可以满足读者的各种兴趣和需求。
内核代码的编写者、开发者以及程序开发人员都可以通过阅读本书受益，更好理解操作系统原理，并将其应用在自己的编码中以提高效率和生产率。

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作者简介

罗伯特·洛夫（Robert Love）资深的开源软件开发者，很早就开始使用Linux。目前是谷歌云的高级工程总监，在那里构建了全球范围的网络产品。在此之前，他曾是Toast的工程副总裁，开发Android移动平台内核的团队成员，Novell公司Linux桌面系统首席架构师。
他参与的内核项目包括抢占式内核、进程调度器、内核事件层、通知机制、VM改进，以及设备驱动程序。他曾是Linux Journal杂志的编辑。除本书之外，他还著有Linux System Programming和Linux in a Nutshell。

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内容介绍

本书基于Linux 2.6.34内核详细介绍了Linux内核系统，覆盖了从核心内核系统的应用到内核设计与实现等各方面内容。主要内容包括：进程管理、进程调度、时间管理和定时器、系统调用接口、内存寻址、内存管理和页缓存、VFS、内核同步以及调试技术等。同时本书也涵盖了Linux 2.6内核中颇具特色的内容，包括CFS调度程序、抢占式内核、块I/O层以及I/O调度程序等。本书采用理论与实践相结合的路线，能够带领读者快速走进Linux内核世界，真正开发内核代码。本书适合作为高等院校操作系统课程的教材或参考书，也可供相关技术人员参考。

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目　　录

译者序
序　言
前　言
第3版致谢
作者简介

第1章　Linux内核简介1
1.1　UNIX的历史1
1.2　追寻Linus足迹：Linux简介2
1.3　操作系统和内核简介3
1.4　Linux内核和传统UNIX内核的
比较5
1.5　Linux内核版本7
1.6　Linux内核开发者社区8
1.7　小结8
第2章　从内核出发10
2.1　获取内核源码10
2.1.1　使用Git10
2.1.2　安装内核源代码10
2.1.3　使用补丁11
2.2　内核源码树11
2.3　编译内核12
2.3.1　配置内核12
2.3.2　减少编译的垃圾信息14
2.3.3　衍生多个编译作业 14
2.3.4　安装新内核14
2.4　内核开发的特点15
2.4.1　无libc库抑或无标准头文件15
2.4.2　GNU C16
2.4.3　没有内存保护机制18
2.4.4　不要轻易在内核中使用浮点数18
2.4.5　容积小而固定的栈18
2.4.6　同步和并发18
2.4.7　可移植性的重要性19
2.5　小结19
第3章　进程管理20
3.1　进程20
3.2　进程描述符及任务结构 21
3.2.1　分配进程描述符22
3.2.2　进程描述符的存放23
3.2.3　进程状态23
3.2.4　设置当前进程状态25
3.2.5　进程上下文25
3.2.6　进程家族树25
3.3　进程创建26
3.3.1　写时拷贝27
3.3.2　fork()27
3.3.3　vfork()28
3.4　线程在Linux中的实现28
3.4.1　创建线程29
3.4.2　内核线程30
3.5　进程终结31
3.5.1　删除进程描述符32
3.5.2　孤儿进程造成的进退维谷32
3.6　小结34
第4章　进程调度35
4.1　多任务35
4.2　Linux 的进程调度36
4.3　策略36
4.3.1　I/O消耗型和处理器消耗型的
进程36
4.3.2　进程优先级37
4.3.3　时间片38
4.3.4　调度策略的活动38
4.4　Linux调度算法39
4.4.1　调度器类39
4.4.2　UNIX 系统中的进程调度40
4.4.3　公平调度41
4.5　Linux调度的实现42
4.5.1　时间记账42
4.5.2　进程选择44
4.5.3　调度器入口48
4.5.4　睡眠和唤醒49
4.6　抢占和上下文切换51
4.6.1　用户抢占53
4.6.2　内核抢占53
4.7　实时调度策略54
4.8　与调度相关的系统调用54
4.8.1　与调度策略和优先级相关的
系统调用55
4.8.2　与处理器绑定有关的系统调用55
4.8.3　放弃处理器时间56
4.9　小结56
第5章　系统调用57
5.1　与内核通信57
5.2　API、POSIX和C库57
5.3　系统调用58
5.3.1　系统调用号59
5.3.2　系统调用的性能59
5.4　系统调用处理程序60
5.4.1　指定恰当的系统调用60
5.4.2　参数传递60
5.5　系统调用的实现61
5.5.1　实现系统调用61
5.5.2　参数验证62
5.6　系统调用上下文64
5.6.1　绑定一个系统调用的最后步骤65
5.6.2　从用户空间访问系统调用67
5.6.3　为什么不通过系统调用的
方式实现68
5.7　小结68
第6章　内核数据结构69
6.1　链表69
6.1.1　单向链表和双向链表69
6.1.2　环形链表70
6.1.3　沿链表移动71
6.1.4　Linux 内核中的实现71
6.1.5　操作链表73
6.1.6　遍历链表75
6.2　队列78
6.2.1　kfifo79
6.2.2　创建队列79
6.2.3　推入队列数据79
6.2.4　摘取队列数据80
6.2.5　获取队列长度80
6.2.6　重置和撤销队列80
6.2.7　队列使用举例 81
6.3　映射 81
6.3.1　初始化一个idr82
6.3.2　分配一个新的UID82
6.3.3　查找UID83
6.3.4　删除UID84
6.3.5　撤销idr84
6.4　二叉树84
6.4.1　二叉搜索树84
6.4.2　自平衡二叉搜索树 85
6.5　数据结构以及选择 87
6.6　算法复杂度88
6.6.1　算法88
6.6.2　大o 符号88
6.6.3　大θ符号89
6.6.4　时间复杂度89
6.7　小结 90
第7章　中断和中断处理91
7.1　中断91
7.2　中断处理程序92
7.3　上半部与下半部的对比93
7.4　注册中断处理程序93
7.4.1　中断处理程序标志94
7.4.2　一个中断例子95
7.4.3　释放中断处理程序95
7.5　编写中断处理程序96
7.5.1　共享的中断处理程序97
7.5.2　中断处理程序实例97
7.6　中断上下文99
7.7　中断处理机制的实现100
7.8　/proc/interrupts102
7.9　中断控制103
7.9.1　禁止和激活中断103
7.9.2　禁止指定中断线105
7.9.3　中断系统的状态105
7.10　小结106
第8章　下半部和推后执行的
工作107
8.1　下半部107
8.1.1　为什么要用下半部108
8.1.2　下半部的环境108
8.2　软中断110
8.2.1　软中断的实现111
8.2.2　使用软中断113
8.3　tas

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