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在這個(gè)不斷發(fā)展的科技時(shí)代中，Linux已經(jīng)成為了最為著名的開源軟件之一，更是被廣泛地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。如今，Linux的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)涵蓋了智能手機(jī)、家用電器、服務(wù)器、超級(jí)計(jì)算機(jī)等等。作為這個(gè)經(jīng)典操作系統(tǒng)的內(nèi)核，Linux內(nèi)核在操作系統(tǒng)上占據(jù)著非常重要的位置。
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Linux內(nèi)核的歷史可以追溯到早期的1984年，當(dāng)時(shí)，Linus Torvalds在赫爾辛基大學(xué)開始編寫一款小型的Unix操作系統(tǒng)內(nèi)核，從而奠定了Linux內(nèi)核的基礎(chǔ)。經(jīng)過了多年的不斷演進(jìn)，Linux內(nèi)核已經(jīng)成為了一個(gè)高度發(fā)達(dá)、穩(wěn)定性強(qiáng)的內(nèi)核。在下面的文章中，我們將全面地從多個(gè)角度來深入探索Linux內(nèi)核的實(shí)現(xiàn)原理以及運(yùn)作機(jī)制。
一、Linux內(nèi)核的組成結(jié)構(gòu)
在了解Linux內(nèi)核的實(shí)現(xiàn)原理之前，我們需要先來了解一下Linux內(nèi)核的組成結(jié)構(gòu)。Linux內(nèi)核主要由三個(gè)部分組成：進(jìn)程、文件系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。
進(jìn)程是Linux內(nèi)核中非常重要的一個(gè)部分，所有的操作都是在進(jìn)程的控制下完成的。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程正在執(zhí)行的時(shí)候，它會(huì)將自己保存在內(nèi)核中，并且可以請求內(nèi)核來完成某項(xiàng)任務(wù)。
文件系統(tǒng)是Linux內(nèi)核中管理文件和文件夾的一種機(jī)制。Linux內(nèi)核中有多個(gè)文件系統(tǒng)，每個(gè)文件系統(tǒng)都有自己的特點(diǎn)和功能。其中，最為常見的是EXT和FAT32文件系統(tǒng)。
設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是Linux內(nèi)核中的另一個(gè)重要組成部分，它主要負(fù)責(zé)管理硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序會(huì)通過內(nèi)核向操作系統(tǒng)中的應(yīng)用程序提供對(duì)硬件的支持，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的統(tǒng)一管理。
二、Linux內(nèi)核的運(yùn)作機(jī)制
Linux內(nèi)核的運(yùn)作機(jī)制是非常獨(dú)特的，它能夠讓多個(gè)進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了高效的時(shí)間共享機(jī)制。在Linux內(nèi)核中，每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)獨(dú)立的地址空間，而Linux內(nèi)核會(huì)負(fù)責(zé)管理所有的進(jìn)程之間的通信和協(xié)作。
Linux內(nèi)核中最為常見的運(yùn)行機(jī)制是多任務(wù)系統(tǒng)。在多任務(wù)系統(tǒng)中，多個(gè)任務(wù)可以同時(shí)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，這樣就可以大大提高計(jì)算機(jī)的執(zhí)行效率。而在Linux內(nèi)核中，多任務(wù)系統(tǒng)又被分成了多個(gè)子任務(wù)，每個(gè)子任務(wù)都可以獨(dú)立執(zhí)行，從而有效地提高了系統(tǒng)的并發(fā)性。
此外，在Linux內(nèi)核中，還存在著一個(gè)非常重要的組成部分，就是中斷處理系統(tǒng)。中斷處理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)處理各種系統(tǒng)中斷的請求，這樣就可以保證操作系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
三、Linux內(nèi)核的實(shí)現(xiàn)原理
為了深入了解Linux內(nèi)核的實(shí)現(xiàn)原理，我們需要先了解幾個(gè)關(guān)鍵的概念，如調(diào)度、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理等等。
Linux內(nèi)核中的調(diào)度機(jī)制主要是通過一個(gè)叫做進(jìn)程調(diào)度器的組件來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程正在運(yùn)行時(shí)，它會(huì)在一定的時(shí)間片后作系統(tǒng)中斷，然后將CPU資源交給其他進(jìn)程使用。這樣就可以防止某個(gè)進(jìn)程占用過多的計(jì)算資源，從而保證系統(tǒng)的平衡和公平性。
內(nèi)存管理系統(tǒng)是Linux內(nèi)核中另一個(gè)非常重要的組成部分，它主要負(fù)責(zé)管理操作系統(tǒng)中的內(nèi)存資源。在Linux內(nèi)核中，每個(gè)進(jìn)程都有自己的獨(dú)立的內(nèi)存空間，在運(yùn)行期間，進(jìn)程會(huì)不斷地向內(nèi)存中申請和釋放內(nèi)存資源。而內(nèi)存管理系統(tǒng)則負(fù)責(zé)調(diào)度和管理這些內(nèi)存資源，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。
進(jìn)程管理系統(tǒng)是Linux內(nèi)核中的另一個(gè)非常重要的組成部分，它主要負(fù)責(zé)管理各個(gè)進(jìn)程的狀態(tài)和進(jìn)程之間的通信。在進(jìn)程管理系統(tǒng)中，每個(gè)進(jìn)程都有自己的狀態(tài)，例如正在運(yùn)行、等待運(yùn)行和退出等。而進(jìn)程之間的通信也是由進(jìn)程管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)調(diào)度和管理的，例如管道、消息隊(duì)列等等。
四、Linux內(nèi)核的最新發(fā)展和趨勢
隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，Linux內(nèi)核也在不斷進(jìn)行著更新和改進(jìn)。最新的Linux內(nèi)核在多核心處理器的支持方面做得非常出色，使得系統(tǒng)可以更好地發(fā)揮多核處理器的計(jì)算能力。此外，最新的Linux內(nèi)核還支持了更多的硬件設(shè)備和網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序，從而實(shí)現(xiàn)了更廣泛的硬件支持范圍。
正如Linux內(nèi)核創(chuàng)始人Linus Torvalds所說：“Linux就在你我身邊”。作為這個(gè)世界上使用最為廣泛的開源軟件之一，Linux的內(nèi)核架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)機(jī)制對(duì)于我們了解和掌握現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)非常重要。而在這個(gè)快速發(fā)展的時(shí)代中，相信Linux內(nèi)核也將在不斷的演進(jìn)和改進(jìn)中煥發(fā)出更加出色的表現(xiàn)。
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linux kernel的四庫全書是哪四個(gè)
Linux Kernel 四庫全書
1. Linux內(nèi)核設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) Edition 2
2. Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng) Edition 3
3. Linux內(nèi)核源代碼情景分和清析
4. 深入理解Linux內(nèi)核（第三版）
5. LINUX KERNEL技術(shù)手冊;LINUX KERNEL in a nutshell;
Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用程序開發(fā)QQ群：，歡迎交流討論；
Linux內(nèi)核設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
原書名： Linux Kernel Development (2nd Edition)
原出版社：Novell Press
作者： （美）Robert Love
譯者： 陳莉君 康華 張波
出版社：機(jī)械工業(yè)出版社
ISBN：
出版梁鄭日期：2023 年1月
頁碼：289
Linux Device Drivers, 3rd Edition
By Jonathan Corbet, Greg Kroah-Hartman, Alessandro Rubini
Publisher：O’Reilly
Pub Date：February 2023
Pages: 636
LINUX設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序(第3版)
譯者:魏永明,耿岳,鐘橡棚頌書毅
出版社: 中國電力出版社;
出版日期:2023年1月1日
平裝: 569頁
LINUX內(nèi)核源代碼情景分析
作者:毛德操,胡希明
出版社: 浙江大學(xué)出版社;
出版日期:2023年9月1日
平裝: 841頁
ISBN:
深入理解Linux內(nèi)核
Understanding the Linux Kernel, 3rd Edition
By Daniel P. Bovet, Marco Cesati
Publisher: O’Reilly
Pub Date: November
ISBN:
Pages: 942
作者美）博韋，西斯特著，陳莉君，張瓊聲，張宏偉 譯
出版社:中國電力出版社
出版時(shí)間：
出版時(shí)間：
ISBN:
LINUX KERNEL技術(shù)手冊;
LINUX KERNEL in a nutshell;
作者：（美）哈特曼 著
出 版 社：東南大學(xué)出版社
出版時(shí)間：
頁數(shù)：182
I S B N：
有沒有Linux內(nèi)核源碼指導(dǎo)書籍
1.《Linux內(nèi)核設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》
本書重在原理。適合入門的更佳圖書。作者是為2.6內(nèi)核加入了搶占的人，對(duì)調(diào)度部分非常精通，而調(diào)度是整個(gè)系統(tǒng)的核心，因此本書是很權(quán)威的。
2.《深入理解Linux內(nèi)核》
此書比上一本多了些細(xì)節(jié)。是Linux內(nèi)核黑客在推薦圖書時(shí)的首選。寫的比較簡單易懂，適合剛剛接觸LINUX內(nèi)核的。
此書圖表很多，形象地給出了關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義，與《Linux內(nèi)核源代碼情景分析》相比，本書內(nèi)容緊湊，不會(huì)一個(gè)問題講解動(dòng)輒上百頁，有提綱挈領(lǐng)的功用，但是深度上要遜于《Linux內(nèi)核源代碼情景分析》。
3.《LINUX設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序(第3版)》
這書強(qiáng)調(diào)動(dòng)手實(shí)踐！但它是講解“設(shè)備驅(qū)動(dòng)”的，不啟羨中是最核心的東西，而且有些東西沒硬件的話無法實(shí)踐，可能更適合驅(qū)動(dòng)開發(fā)的程序員吧
其中關(guān)于同步與互斥、內(nèi)存分配的部分，感覺很不錯(cuò)。
4.《Linux內(nèi)核源代碼情景分析》
好，很經(jīng)典，是浙大教授毛德操寫的，可惜成書于2023年之后一直沒有更新。分上下冊。
很多是基于2.4內(nèi)核講解的需要注意。如果學(xué)習(xí)的話也建議學(xué)習(xí)2.6，2.6跟2.4比發(fā)生了很多顯著改善，應(yīng)該學(xué)習(xí)的。
全書內(nèi)容博大精派銀深，不是非常好懂，對(duì)細(xì)節(jié)問題描述比較清晰。但是感覺對(duì)內(nèi)核的整體感覺不夠強(qiáng)。另外缺少網(wǎng)絡(luò)部分的分析。覺得不是很適合初學(xué)者。
5.《Linux內(nèi)核源代碼分析》
點(diǎn)評(píng)：面對(duì)中高級(jí)，這本書很好，對(duì)了解操作系統(tǒng)是一本不可多得的好書。
6. 《LINUXKERNEL技術(shù)手冊》
參考手冊，很薄，值得一看。
7.《深入Linux內(nèi)核架構(gòu)》
這本書針對(duì)的是比較新的內(nèi)核版本2.6.24；內(nèi)容比較全面，深入淺出。
如果沒有對(duì)Linux內(nèi)核的初步結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，那么會(huì)看得比較吃力。建議可以一邊去翻在國內(nèi)已經(jīng)聞名已經(jīng)久的四本Linux內(nèi)核著作（《Linux內(nèi)核原代碼情景分析》、《Linux內(nèi)核設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》、《深入理解Linux內(nèi)核》、《Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序》），再一邊看這本書，把這本書當(dāng)作一個(gè)補(bǔ)充或者當(dāng)作一個(gè)內(nèi)核框悄山架圖譜說明書來閱讀，收效會(huì)更好。
8.《Linux內(nèi)核完全注釋》
主要描述和注釋了Linux0.11內(nèi)核全部源代碼。對(duì)于初學(xué)Linux內(nèi)核操作系統(tǒng)的人來講，該書能夠引領(lǐng)讀者快速入門，并且能全面了解一個(gè)簡單操作系統(tǒng)的工作機(jī)理。對(duì)于進(jìn)一步學(xué)習(xí)現(xiàn)在的Linux內(nèi)核具有非常大的指導(dǎo)作用。對(duì)于學(xué)習(xí)嵌入式應(yīng)用的技術(shù)人員來講，通過《完全注釋》一書的學(xué)習(xí)也能迅速融入嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域。
9.《Orange S:一個(gè)操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)》
從只有二十行的引導(dǎo)扇區(qū)代碼出發(fā)，一步一步地向讀者呈現(xiàn)一個(gè)操作系統(tǒng)框架的完成過程。
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