linux内核架构pdf
① linux内核由哪几个子系统组成
Linux内核主要由五个子系统组成：进程调度，内存管理，虚拟文件系统，网络接口，进程间通信。
1.进程调度（SCHED）:控制进程对CPU的访问。当需要选择下一个进程运行时，由调度程序选择最值得运行的进程。可运行进程实际上是仅等待CPU资源的进程，如果某个进程在等待其它资源，则该进程是不可运行进程。Linux使用了比较简单的基于优先级的进程调度算法选择新的进程。
2.内存管理（MM）允许多个进程安全的
共享主内存区域。Linux
的内存管理支持虚拟内存，即在计算机中运行的程序，其代码，数据，堆栈的总量可以超过实际内存的大小，操作系统只是把当前使用的程序块保留在内存中，其余
的程序块则保留在磁盘中。必要时，操作系统负责在磁盘和内存间交换程序块。内存管理从逻辑上分为硬件无关部分和硬件有关部分。硬件无关部分提供了进程的映
射和逻辑内存的对换；硬件相关的部分为内存管理硬件提供了虚拟接口。
3.虚拟文件系统
（Virtual File
System,VFS）隐藏了各种硬件的具体细节，为所有的设备提供了统一的接口，VFS提供了多达数十种不同的文件系统。虚拟文件系统可以分为逻辑文件
系统和设备驱动程序。逻辑文件系统指Linux所支持的文件系统，如ext2,fat等，设备驱动程序指为每一种硬件控制器所编写的设备驱动程序模块。
4.网络接口（NET）提供了对各种网络标准的存取和各种网络硬件的支持。网络接口可分为网络协议和网络驱动程序。网络协议部分负责实现每一种可能的网络传输协议。网络设备驱动程序负责与硬件设备通讯，每一种可能的硬件设备都有相应的设备驱动程序。
5.进程间通讯(IPC) 支持进程间各种通信机制。
② 推荐几本新手学习linux的书籍
我校出了5本跟老男孩学linux系列书籍，都是实战以及理论结合系列的，感兴趣可以学习一下！
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《深入Linux内核架构》（Wolfgang Mauerer）电子书网盘下载免费在线阅读
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书名：深入Linux内核架构
作者：Wolfgang Mauerer
译者：郭旭
豆瓣评分：9.0
出版社：人民邮电出版社
出版年份：201005
页数：1038
内容简介：
众所周知，Linux操作系统的源代码复杂、文档少，对程序员的要求高，要想看懂这些代码并不是一件容易事。本书结合内核版本2.6.24源代码中最关键的部分，深入讨论Linux内核的概念、结构和实现。具体包括进程管理和调度、虚拟内存、进程间通信、设备驱动程序、虚拟文件系统、网络、时间管理、数据同步等方面的内容。本书引导你阅读内核源代码，熟悉Linux所有的内在工作机理，充分展现Linux系统的魅力。
本书适合Linux的系统编程人员、系统管理者以及Linux爱好者学习使用。
作者简介：
Wolfgang Mauerer资深Linux专家，有数十年Linux开发经验。从1997年最初发表关于内核的系列文章开始，他就醉心于解释Linux核心的内部机制、编写相关的文档。此外，他还着有LaTeX排版方面的图书，其撰写的大量文章已经被翻译成7种语言。
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《Linux内核完全注释》赵炯电子书网盘下载免费在线阅读
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书名：Linux内核完全注释
作者名：赵炯
豆瓣评分：6.3
出版社：山西人民出版社
出版年份：2012-4
页数：227
内容介绍：
从被发现的第一天起，墨菲定律就被证明是对事情出错的最好解释。它告诉我们，容易犯错是人类与生俱来的弱点，不论科技多发达，错误都会发生。而且我们解决问题的手段越高明，面临的麻烦就越严重。这本独特的合集是迄今收录墨菲定律最多的版本，在国外每年都有再版，此版除了一如既往地收集了墨菲定律的最佳注释之外，还加入了21世纪之后的最新变化，证明随着科技的进步，更多的事情会出错。
作者介绍：
（美）阿瑟•布洛赫，墨菲定律最坚定的收集者。几十年来，一直致力于收集各行各业的墨菲定律，先后出版过几十本有关墨菲定律的着作，印数达上百万册。使墨菲定律在美国及欧洲各国几近家喻户晓。
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《深入理解LINUX内核》（Daniel P.Bovet）电子书网盘下载免费在线阅读
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书名：深入理解LINUX内核
作者：Daniel P.Bovet
豆瓣评分：9.0
出版社：东南大学出版社
出版年份：2006-4-1
页数：923
内容简介：
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最本质的部分。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。
《深入理解Linux内核，第三版》指导你对内核中使用的最重要的数据结构、算法和程序设计诀窍进行一次遍历。通过对表面特性的探究，作者给那些想知道自己机器工作原理的人提供了颇有价值的见解。书中讨论了Intel特有的重要性质。相关的代码片段被逐行剖析。然而，本书涵盖的不仅仅是代码的功能，它解释了Linux以自己的方式工作的理论基础。
本书将使你了解Linux的所有内部工作，它不仅仅是一个理论上的练习。你将学习到哪些情况下Linux性能最佳，并且你将看到，在大量的不同环境里进行进程调度、文件存取和内存管理时，它如何满足提供良好的系统响应的需要。这本书将帮助你充分利用Linux系统。
作者简介：
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。
⑥ 内存管理：一文读懂Linux内存组织结构及页面布局
1、内存是什么？
1) 内存又称主存，是 CPU 能直接寻址的存储森郑空间，由半导体器件制成；
2) 内存的特点是存取速率快，断电一般不保存数据，非持久化设备；
2、内存的作用
1) 暂时存放 cpu 的运算数据
2) 硬盘等外部存储器交换的数据
3) 保障 cpu 计算机的稳定性和高性能
1、linux 内存地址空间 Linux 内存管理全貌
2、内存地址——用户态&内核态
3、内存地址——MMU 地址转换
4、内存地址——分段机制
1) 段选择符
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2) 分段实现
5、内存地址——分页机制（32 位）
6、用户态地址空间
7、内核态地址空间
8、进程内存空间
内存管理算法 ——对讨厌自己管理内存的人来说是天赐的礼物
1、内存碎片
1) 基本原理
2) 如何避免内存碎片
2、伙伴系统算法——组织结构
1) 概念
2) 外部碎片
3、伙伴系统算法——申请和回收
1) 申请算法
2) 回收算法
3) 条件
4、如何分配 4M 以上内存？
1) 为何限制大旦春盯块内存分配
2) 内核中获取 4M 以上大内存的方法
5、伙伴系统——反碎片机制
1) 不可移动页
2) 可回收页
6、slab 算法——基本原理
1) 基本概念
2) 内部碎片
7、slab 分配器的结构
详细参考：
经典|图解Linux内存性能优化核心思想
8、slab 高速缓存
1) 普通高速缓存
2) 专用高速缓存
9、内核态内存池
1) 基本原理
2) 内核 API
10、用户态内存池
1) C++ 实例
11、DMA 内存
1) 什么是 DMA
2) DMA 信号
out of memory 的时代过去了吗？no，内存再充足也不可任性使用。
1、内存的使用场景
2、用户态内存分配函数
a) 如果当前连续内存块足够 realloc 的话，只是将 p 所指向的空间扩大，并返回模和 p 的指针地址。这个时候 q 和 p 指向的地址是一样的
b) 如果当前连续内存块不够长度，再找一个足够长的地方，分配一块新的内存，q，并将 p 指向的内容 到 q，返回 q。并将 p 所指向的内存空间删除
3、内核态内存分配函数
4、malloc 申请内存
5、缺页异常
6、用户进程访问内存分析
7、共享内存
1) 原理
2) shm 接口
1、C 内存泄露
2、C 野指针
3、C 资源访问冲突
4、STL 迭代器失效
错误示例：删除当前迭代器，迭代器会失效
正确示例：迭代器 erase 时，需保存下一个迭代器
5、C++ 11 智能指针
（1）原理分析：
（2）数据结构：
（3）使用方法：
6、C++ 11 更小更快更安全
六、 如何查看内存
可以通过 cat /proc/slabinfo 命令查看
可以通过 /proc/sys/vm/drop_caches来释放
⑦ 《Linux设备驱动开发详解基于最新的Linux4.0内核》pdf下载在线阅读，求百度网盘云资源
《Linux设备驱动开发详解》（宋宝华）电子书网盘下载免费在线阅读
资源链接：
链接：https://pan..com/s/1ddjTHycqTk3yYQDr-raoKw
书名：Linux设备驱动开发详解
作者：宋宝华
豆瓣评分：6.5
出版社：机械工业出版社
出版年份：2015-8
页数：618
内容简介：
对于嵌入式工程师来说，进入更高阶段后，学习Linux设备驱动开发无疑就是职业生涯的一次“重生”。这是因为Linux设备驱动开发不仅仅涉及操作系统的转换，开发方式的转换，更重要的是思维上的转变。对于Linux这样一个复杂系统，如何从复杂的代码中抓住设备驱动开发的关键是任何一个Linux设备驱动开发者入门时需要面对的挑战。除了知识、工具之外，往往还需要思路上的指导。本书不但帮助Linux设备驱动开发的初学者厘清必要的概念，还从具体的实例、设备驱动开发的指导原则循序渐进地引导读者渐入学习佳境。为了让读者能够达到Linux设备驱动开发的至臻境界，作者更是从软件工程的角度抽象出设备驱动开发的一般思想。毫无疑问，本书将成为读者学习Linux设备驱动开发过程中的一座“灯塔”。
作者简介：
宋宝华，
Linux布道者，知名嵌入式系统专家，《Essential Linux Device Drivers》译者。作为最早从事Linux内核与设备驱动研究的专家之一，他在众多国内外知名企业开展Linux技术培训。他也是一位活跃的Linux开发者和深度实践者，为Linux官方内核贡献了大量的Linux源码并承担代码审核工作。至今已向Linux官方内核提交逾数万行代码和几百个补丁。他的《Linux设备驱动开发详解》系列书在嵌入式Linux开发者中有口皆碑，是众多Linux书籍中为数不多的畅销书。
⑧ linux操作系统有哪五个基本的组成部分
Linux系统一般有4个主要部分：内核、shell、文件系统和应用程序。Linux内核主要由五个子系统组成：进程调度，内存管理，虚拟文件系统，网络接口，进程间通信。
操作系统的组成要素：
操作系统 = 内核 + 系统程序
系统程序 = 编译环境 + API
编译环境 = 编译程序 + 连接程序 + 装载程序
API = 系统调用 + 语言库函数(C、C++、Java等等)
AUI = shell + 系统服务例程(如x服务器等)+ 应用程序(浏览器，字处理，编辑器等)
软件系统：
软件系统 = 操作系统 + AUI
操作系统最底层的组件是内核，其上层搭建了许多系统软件。
系统程序包括三个部分，分别是：编译环境、应用程序接口和用户接口。
编译环境包含汇编、C 等低高级语言编译程序，连接程序和装载程序，这些程序负责将文本格式的程序语言转变为机器能识别和装载的机器代码。
应用程序接口(API)包含内核提供的系统调用接口和语言库，系统调用是为了能让应用程序使用内核服务，语言库函数则是为了方便应用程序开发，所以将一些常用的基础功能预先编译以供使用，比如对C语言来说常用的C库等;
用户接口(AUI)包括我们熟悉的shell、系统服务程序和常用的应用程序。
这是一个典型的结构，但不是一成不变。许多操作系统的发行中会有所删减，比如应用于嵌入式设备的系统，对X服务器就可能不做要求。但是像内核、系统调用等要素是必不可少的。
Linux系统一般有4个主要部分：内核、shell、文件系统和应用程序。内核、shell和文件系统一起形成了基本的操作系统结构，它们使得用户可以运行程序、管理文件并使用系统。
一.Linux内核
内核是操作系统的核心，具有很多最基本功能，如虚拟内存、多任务、共享库、需求加载、可执行程序和TCP/IP网络功能。Linux内核主要由五个子系统组成：进程调度，内存管理，虚拟文件系统，网络接口，进程间通信。
二.Linux shell
shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行，是一个命令解释器。另外，shell编程语言具有普通编程语言的很多特点，用这种编程语言编写的shell程序与其他应用程序具有同样的效果。
三.Linux文件系统
文件系统是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法。Linux系统能支持多种目前流行的文件系统，如EXT2、 EXT3、 FAT、 FAT32、VFAT和ISO9660。
四.Linux应用程序
标准的Linux系统一般都有一套都有称为应用程序的程序集，它包括文本编辑器、编程语言、X
Window、办公套件、Internet工具和数据库等。
⑨ Linux系统一般由哪4个部分组成
Linux系统一般有4个主要部分：内核、shell、文件系统和应用程序。内核、shell和文件系统一起形成了基本的操作系统结构，它们使得用户可以运行程序、管理文件并使用系统。
一、Linux内核
内核是操作系统的核心，具有很多最基本功能，如虚拟内存、多任务、共享库、需求加载、可执行程序和TCP/IP网络功能。Linux内核的模块分为以下几个部分：存储管理、CPU和进程管理、文件系统、设备管理和驱动、网络通信、系统的初始化和系统调用等。
二、Linuxshell
shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行，是一个命令解释器。另外，shell编程语言具有普通编程语言的很多特点，用这种编程语言编写的shell程序与其他应用程序具有同样的效果。
三、Linux文件系统
文件系统是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法。Linux系统能支持多种目前流行的文件系统，如EXT2、EXT3、FAT、FAT32、VFAT和ISO9660。
四、Linux应用程序
标准的Linux系统一般都有一套都有称为应用程序的程序集，它包括文本编辑器、编程语言、XWindow、办公套件、Internet工具和数据库等。
(9)linux内核架构pdf扩展阅读：
LINUX系统的特点
1、Linux是一款免费的操作系统，用户可以通过网络或其他途径免费获得，并可以任意修改其源代码。这是其他的操作系统所做不到的。
2、在Linux下通过相应的模拟器运行常见的DOS、Windows的程序。这为用户从Windows转到Linux奠定了基础。
3、Linux可以运行在多种硬件平台上，如具有x86、680x0、SPARC、Alpha等处理器的平台。此外Linux还是一种嵌入式操作系统，可以运行在掌上电脑、机顶盒或游戏机上。
⑩ 《Linux内核探秘深入解析文件系统和设备驱动的架构与设计》epub下载在线阅读，求百度网盘云资源
《Linux内核探秘》（高剑林）电子书网盘下载免费在线阅读
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书名：Linux内核探秘
作者：高剑林
豆瓣评分：6.7
出版社：机械工业出版社
出版年份：2013-12-1
页数：232
内容简介：
《Linux内核探秘：深入解析文件系统和设备驱动的架构与设计》从工业需求角度出发，注重效率和实用性，是帮助内核研发及调试、驱动开发等领域工程师正确认识并高效利用Linux内核的难得佳作！作者是腾讯公司资深的Linux内核专家和存储系统专家，在该领域工作和研究的10余年间，面试了数百位Linux内核工程师，深知学习Linux内核过程中经常遇到的困惑，以及在工作中容易犯的错误。基于这些原因作者撰写了本书。本书出发点和写作方式可谓独辟蹊径，将Linux内核分为两个维度，一是基础部分和应用部分，二是内核架构和内核实现，将两个维有机统一，深入分析了Linux内核的文件系统、设备驱动的架构设计与实现原理。
《Linux内核探秘：深入解析文件系统和设备驱动的架构与设计》在逻辑上分为三部分：第一部分（第1～2章）首先将内核层划分为基础层和应用层，讲解了基础层包含的服务和数据结构，以及应用层包含的各种功能，然后对文件系统的架构进行了提纲挈领的介绍，为读者学习后面的知识打下基础；第二部分（第3～9章）从设备到总线到驱动，逐步深入，剖析了设备的总体架构、为设备服务的特殊文件系统sysfs、字符设备和input设备、platform总线、serio总线、PCI总线、块设备的实现原理和工作机制；第三部分（第10～13章）对文件系统的读写机制进行了深入分析，最后通过一个真实文件系统ext2，复习本书所有知识点。
作者简介：
高剑林，资深Linux内核专家、存储系统专家、嵌入式系统专家。先后就职于华为、UT斯达康、赛门铁克等公司，从事路由器设备研发、软件开发和存储系统研究相关的工作10余年，经验非常丰富。现就职于腾讯，负责存储系统的开发和研究。