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发布时间：2022-06-06 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.47M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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        网络基础知识 网络应用 网络安全 网络协议 您的位置: 首页 > Vlan9.com > Linux/unix/freebsd > 正文 阅读排行榜 Linux 核心 来源： 作者： 出处：Vlan9.com 2007-12-04 进入论坛       关 键 词： tcp/ip fddi ipv4 http ip 地址 Linux 核心--1.前言 原著: 翻译: Banyan & fifa (2001-04-27 13:52:07) 原著: David A Rusling 翻译: Banyan & fifa -------------------------------------------------------------------------------- 本书是为那些想了解 Linux 内核工作原理的 Linux 狂热爱好者而写。 它并非一本 内部手册。主要描叙了 Linux 设计的原理与机制；以及 Linux 内核怎样工作及其原因。
    Linux 还在不断改进；本书基于目前比较流行且性能稳定的 2.0.33 核心。 Version 0.8-3 David A Rusling david.rusling@arm.com -------------------------------------------------------------------------------- 前言 Linux 是互连网上的独特现象。虽然它是由学生的业余爱好发展而来，但是现在它已经成为 最为流行的免费操作系统。对很多人来说，Linux 是一个谜。免费的东西怎么会变得如此有 价值？在个由少数软件公司统治的世界，由一帮 HACKER 们编写的东西是怎样与那些公司 的产品竞争的？ 这些软件是如何分发给分布在世界各个角落，希望得到稳定产品的人们 的？事实上 Linux 的确稳定而富有竞争力。许多大学与研究机构都使用 Linux 完成他们的日 常计算任务。人们在家用 PC 上使用 Linux,许多公司也在使用它--尽管他们并不总是乐意承 认这点。Linux 主要用来浏览 WEB，管理 WEB 站点，撰写与发送 EMAIL，以及玩游戏。 Linux 绝对不是玩具而是具有专业水平的操作系统，它的爱好者遍及世界。 Linux 的源头要追溯到最古老的 UNIX。1969 年，Bell 实验室的 Ken Thompson 开始利用一 台闲置的 PDP-7 计算机开发了一种多用户，多任务操作系统。很快，Dennis Richie 加入 了这个项目，在他们共同努力下诞生了最早的 UNIX。Richie 受一个更早的项目 ——MULTICS 的启发，将此操作系统命名为 Unix。早期 UNIX 是用汇编语言编写的，但其
    第三个版本用一种崭新的编程语言 C 重新设计了。C 是 Richie 设计出来并用于编写操作系 统的程序语言。通过这次重新编写，Unix 得以移植到更为强大的 DEC PDP-11/45 与 11/70 计算机上运行。后来发生的一切，正如他们所说，已经成为历史。Unix 从实验室走出来并 成为了操作系统的主流，现在几乎每个主要的计算机厂商都有其自有版本的 Unix. Linux 起源于一个学生的简单需求。Linus Torvalds,Linux 的作者与主要维护者，在其上大 学时所买得起的唯一软件是 Minix. Minix 是一个类似 Unix，被广泛用来辅助教学的简单操 作系统。Linus 对 Minix 不是很满意，于是决定自己编写软件。他以学生时代熟悉的 Unix 作为原型， 在一台 Intel 386 PC 上开始了他的工作。他的进展很快，受工作成绩的鼓 舞，他将这项成果通过互连网与其他同学共享，主要用于学术领域。有人看到了这个软件并 开始分发。每当出现新问题时，有人会立刻找到解决办法并加入其中，很快的， Linux 成 为了一个操作系统。值得注意的是 Linux 并没有包括 Unix 源码。它是按照公开的 POSIX 标 准重新编写的。Linux 大量使用了由麻省剑桥免费软件基金的 GNU 软件，同时 Linux 自身 也是用它们构造而成。 许多人将 Linux 视作简单工具并将其放入 CDROM 中来分发。很多 Linux 使用者使用它来编 写应用程序或者运行别人编写的应用程序。这些人热切的阅读 HOWTO 手册，当系统的一 部分被正确的设置时，他们总是激动不已，失败时则沮丧气馁。只有少部分人敢于编写设备 驱动程序并将核心的补丁提供给 Linus Torvalds，Linus Torvalds 从每个志愿者那里接收 补充代码与对核心的修改代码。 这种情形听起来象非常混乱，但 Linus 进行了非常严格的质量控制并由他负责将所有的新代 码加入核心。只有少部分人对 Linux 核心贡献了源代码。 大多数 Linux 的使用者并不关 心系统是如何工作，或者如何组合在一起的。这种情况令人惋惜，因为阅读 Linux 源代码提 供了一个学习操作系统的绝好机会。这不仅仅因为它写得好，还因为它的源码是可以免费得 到的。因为虽然作者们对其软件保留版权，但是在免费软件基金的 GNU 公开授权下源代码
    是可以自由分发的。第一眼看去，源码是非常复杂的。但是通过进一步观察你可以发现源码 目录中包含有 Kernel,mm 以及 net 的目录， 不过要想知道这些目录中包含了那些代码以及 代码是如何工作的就需要对 Linux 的总体结构与目标有较深入的理解。简而言之，这也是本 书所希望达到的目标，为读者提供一个 Linux 如何工作清晰的印象。当你将文件从一个目录 拷到另一个目录或者阅读电子邮件时，不妨在脑海中勾勒一下系统中正在发生什么事情，我 还清楚的记得当我感到第一次认识到操作系统真的在工作时的兴奋。这种兴奋正是我想将它 带给本书的读者的。 我第一次接触 Linux 在 1994 年下半年当我拜访 Jim Paradis 时，当时他正在致力于将 Linux 移植到 Alpha AXP 处理器系统上。从 1984 年开始，我曾经在 DEC 公司任职，主要工作是 网络与通讯。1992 年我开始为新成立的 Digital Semiconductor 分部工作。此分部的任务是 全面进入商用芯片市场并销售芯片，特别是 Alpha AXP 系列处理器以及 DEC 以外的 Alpha AXP 系统板。当首次听到 Linux 时我便立刻意识到了这是一个有趣的机会。Jim 的狂热是鼓 惑人心的，我也开始帮他一起工作。在工作中，我越来越喜欢这个操作系统及创造它的工程 师团体。 Alpha AXP 仅仅是 Linux 可以运行的多种平台中的一个。大多数 Linux 核心工作在基于 Intel 处理器 的系统上，但非 Intel 系统的 Linux 用户也越来越多。它们是 Alpha AXP, ARM, MIPS, Sparc 与 Power PC。 虽然我可以根据上叙任何一种平台来编写本书的内容，但 是我的技术知识与背景让我主要根据 Alpha AXP 处理器和 ARM 处理器来编写。这是本书 有时使用非 Intel 硬件来描叙一些重要观点。值得注意的是，不管运行在哪种平台上，95% 的 Linux 核心代码都是相同的。同样，本书 95%的内容是关于 Linux 内核的机器无关部分 的讨论。 本书对读者的知识与经验没有任何要求。我相信对于某一事物的兴趣是鼓励自学的必要因 素。不过对于计算机，或者 PC 和 C 程序语言的了解将有助于读者从有关材料中获益。
    本书的组织 本书并不是特意一本 Linux 的内部手册。相反它是对操作系统的介绍，同时以 Linux 作为示 例。书中每一章遵循“从共性到特性”的原则。它们将首先给出核心子系统的概叙，然后进行 尽可能的详细描叙。 我不会用 routine_X()调用 routine_Y()来增加 bar 数据结构中 foo 域的 值这种方式来描叙核心算法。 你自己可以通过阅读代码发现它。每当需要理解一段代码时， 我总是将其数据结构画出来。这样我发现了许多相关的核心数据结构以及它们之间的关系。 每一章都是非常独立的，就象 Linux 核心子系统一样。当然有时它们还是有联系的，比如说， 如果你没有理解虚拟内存工作原理就无法描叙进程。 硬件基本概念一章对现代 PC 做了简 要介绍。操作系统必须与硬件系统紧密结合在一起协同工作。操作系统需要一些只能够由硬 件提供的服务。为了全面理解 Linux，你必须了解有关硬件的基础知识。 软件基本概念一 章介绍了软件基本原理与 C 程序语言。讨论了建立 Linux 这样的操作系统的工具并且给出 了操作系统的目标与功能的概叙。 内存管理这章描叙了 Linux 如何处理物理内存以及虚拟 存储技术。 进程管理描叙了进程的概念以及 Linux 核心是如何创建、管理与删除系统中的 进程。 进程间及进程与核心间通讯以协调它们的活动。Linux 支持大量进程间通讯（IPC） 机制。信号与管道是 其中的两种，Linux 同时还支持系统 V IPC 机制。这些进程间通讯 机制在 IPC 一章中描叙。 外部设备互连（PCI）标准已经成为 PC 上低价位高数传率的总 线标准。PCI 一章将描叙 Linux 核心是如何初始化并使用 PCI 总线及设备的。 中断及中断 处理一章将着重于 Linux 核心对中断的处理。虽然处理中断有通用的机制与接口，但某些细 节是与硬件及 CPU 体系结构相关的。 Linux 的一个长处是其对现代 PC 的硬件设备强有力 的支持。设备驱动程序一章将描叙 Linux 核心是如何控制系统中的物理设备。 文件系统一 章描叙了 Linux 核心是如何维护它所支持的文件系统中的文件。同时还描叙了虚拟文件系统 （VFS）及 Linux 核心的每种文件系统是如何得到支持。 网络与 Linux 几乎是同义的。在 某种意义上 Linux 是 WWW 时代互连网的产物。其开发者通过 Web 来交换信息及代码。网 络一章描叙了 Linux 是如何支持 TCP/IP 这些网络协议。 核心机制一章主要讨论能使 Linux 核心其他部分有效工作而由核心所提供的一些通用任务与机制。 动态模块一章描叙 Linux
    核心是如何仅在需要时动态加载某些模块，比如文件系统。 处理器一章给出了目前 Linux 可以在其上运行的一些处理器的简要介绍。 资源一章则提供了有关 Linux 核心资源的有用 信息。 Linux 核心--2.硬件基础 原著: David A Rusling 翻译: Banyan & fifa (2001-04-27 13:53:43) 第一章 硬件基础 操作系统必须与基本硬件系统密切协作。它需要那些仅仅能够由硬件提供的服务。为了全面 理解 Linux 操作系统，你必须要懂得一些有关硬件的知识。本章将对硬件：现代 PC 做一个 简要的介绍。 当 1975 年一月的"Popular Electronics"杂志以 Altair 8080 的图片作为封面 时，一场革命开始了。 家用电器爱好者能独立组装出来的 Altair 8080，当时价格仅仅为 397 美圆。这种带有 256 字节内存的 8080 处理器还没有显示器与键盘，以今天的标准来看， 它是微不足道的。它的创造者， Ed Roberts，发明了"personal computer"来描叙他的新 发明。但现在 PC 这一术语已被用来称呼那些自己就可以携带的计算机。在这个定义上，非 常强劲的计算机如 Alpha AXP 也可称为 PC。 狂热的 HACKER 们看到了 Altair 的巨大 潜力，于是他们开始为它编写软件和设计硬件。对早期的先驱来说这意味者某种自由；一种 从顽固的超级批处理主机中解放出来的自由。滚滚而来的财富让许多着迷于此（一台可以放 在厨房餐桌上的计算机）的大学生纷纷退学。许多五花八门的硬件开始出现，软件 HACKER 们忙着为这些新机器编写软件。有意思的是 IBM 首先坚定的进行现代 PC 的设计 和制造并于 1982 年推出产品。该产品的构造是：8080 CPU、64K 字节主存、两个软盘 驱动器以及 25 行 80 列的彩色 CGA 显示器。虽然以现在观点看那些都不是多么先进的东 西但当时销售情况却很好。紧接着，1983 年，带有昂贵的 10MB 硬盘驱动器的 IBM PC-XT 出现了。在 IBM PC 体系结构成为事实上的标准不久之后，大量仿制者如 COMPAQ 公司 出现了。由于这种事实标准的存在，多个硬件公司在这一快速增长的市场上进行了激烈竞争。
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