具体描述
精通Linux内核：智能设备开发核心技术共五篇，以从易到难的顺序详细剖析了Linux内核开发的核心技术。“知识储备篇”介绍了Linux的数据结构、中断处理、内核同步和时间计算等内容，这些是理解后续章节的前提。之后通过“内存管理篇”“文件系统篇”“进程管理篇”详细介绍了Linux的三大核心模块。*后的“升华篇”则融合了前面诸多模块展示了Linux内核开发在操作系统、智能设备、驱动、通信、芯片以及人工智能等热点领域的应用。书中的重点、难点均配以图表、代码和实战案例进行展示，有助于提高读者的动手操作能力。
精通Linux内核：智能设备开发核心技术的读者需要熟悉C语言，对Linux内核有一定了解。 初学者按照本书的编排顺序阅读，而熟悉Linux内核的读者可以跳过第壹篇，直接从三大核心模块篇进行阅读。本书可作为Linux初中级读者系统学习Linux内核开发的指导手册，也可作为从事嵌入式、操作系统、Linux编程、驱动/内核开发，以及智能设备开发等工作工程师的案头指南和进阶工具书。
作者简介
姜亚华 曾负责华为手机的Touch、Sensor的驱动和软件优化（包括Mate、荣耀等系列），以及Intel安卓平台Camera和Sensor的驱动开发（包括Baytrail、Cherrytrail、Cherrytrail CR、Sofia等）；现负责DMA、Interrupt、Semaphore等模块的优化和验证（包括Vega、Navi系列和多款APU产品。）。
一直从事与Linux内核和Linux编程相关的工作，研究内核代码十多年，对多数模块的细节如数家珍。熟悉Linux程序，对Linux常见机制的使用理解透彻。曾在华为终端软件精英赛中获奖，三次获得AMD Spotlight奖励。
目录信息
序二
前言
知识储备篇
第1章 基于Linux内核的操作系统
1.1 处理器、平台和操作系统
1.2 以安卓为例剖析操作系统
1.2.1 安卓的整体架构
1.2.2 Linux内核的核心作用
1.3 内核整体架构
1.3.1 内核代码的目录结构
1.3.2 内核的核心模块及关联
1.4 实例分析
1.4.1 系统响应“点击智能手机
触摸屏”的过程
1.4.2 智能手机的传感器游戏
第2章 数据结构的使用
2.1 关系型数据结构
2.1.1 一对一关系
2.1.2 一对多关系
2.1.3 多对多关系
2.2 位操作数据结构
2.3 模块和内核参数传递
2.3.1 内嵌通用数据结构
2.3.2 通用结构的私有变量
2.4 实例分析
2.4.1 模块的封装
2.4.2 火眼金睛：看破数据结构
第3章 时间的衡量和计算
3.1 数据结构
3.2 时钟芯片
3.3 从内核的角度看时间
3.4 周期性和单触发的时钟中断
3.5 时间相关的系统调用
3.5.1 获取时间
3.5.2 给程序定个闹钟
3.6 实例分析
3.6.1 实现智能手机的长按操作
3.6.2 系统的时间并不如你所想
第4章 中断和中断处理
4.1 处理器识别中断
4.2 处理中断
4.2.1 中断处理程序
4.2.2 中断服务例程
4.2.3 中断处理
4.3 中断返回
4.4 系统调用
4.5 软中断
4.5.1 原理
4.5.2 小任务tasklet
4.5.3 定时器
4.6 实例分析
4.6.1 使用中断向无人驾驶系统报告
紧急事件
4.6.2 使用watchdog预防无人机坠落
第5章 内核同步
5.1 临界区的竞争
5.2 同步原语
5.2.1 每CPU变量
5.2.2 volatile关键字
5.2.3 屏障
5.2.4 atomic变量
5.2.5 禁中断
5.2.6 禁抢占
5.2.7 自旋锁
5.2.8 读写锁
5.2.9 顺序锁
5.2.10 信号量
5.2.11 互斥锁
5.2.12 读-拷贝- 新
5.3 实例分析
5.3.1 无人驾驶模式与人工驾驶模式的
切换
5.3.2 智能手机触摸屏的report和
suspend
第6章 事件的同步与异步
6.1 事件的异步
6.2 事件的同步
6.2.1 等待一段时间
6.2.2 等待事件完成
6.3 实例分析
6.3.1 使用工作队列轮询无人车环境
感知数据
6.3.2 使用等待队列等待芯片
“回复”
内存管理篇
第7章 内存寻址
7.1 处理器眼中的内存
7.2 内存分页
7.2.1 寻址：处理器的寻宝游戏
7.2.2 内存映射
7.3 实例分析
7.3.1 访问GPU的帧缓冲
7.3.2 MMIO的映射
第8章 物理内存的管理
8.1 物理内存的组织形式
8.2 启动程序
8.3 memblock分配器
8.4 伙伴系统
8.4.1 数据结构
8.4.2 页的申请和释放
8.5 实例分析
8.5.1 构造一个内存管理系统
8.5.2 安卓的ION
第9章 内存线性空间布局
9.1 线性空间划分
9.2 内核线性空间布局
9.2.1 直接映射区
9.2.2 动态映射区
9.2.3 映射区
9.2.4 固定映射区
9.3 mmap机制
9.3.1 函数原型
9.3.2 数据结构
9.3.3 mmap的实现
9.3.4 内存映射的总结
9.4 内存申请
9.4.1 得到物理内存
9.4.2 得到虚拟内存
9.5 实例分析
9.5.1 通过dev映射内存
9.5.2 几种不同的mmap映射方式
0章 内存管理进阶
10.1 处理器的缓存
10.1.1 TLB缓存
10.1.2 内存缓存
10.2 缺页异常
10.2.1 处理缺页异常
10.2.2 COW的精髓
10.3 实例分析
10.3.1 利用Cache的特性优化深度
学习开发
10.3.2 内核为molloc做了什么
文件系统篇
1章 文件系统
11.1 概念和数据结构
11.2 文件系统的挂载
11.3 查找文件
11.4 文件操作
11.4.1 创建和删除目录
11.4.2 打开和关闭文件
11.4.3 文件的链接
11.4.4 创建节点
11.4.5 删除文件
11.5 文件的IO
11.5.1 fcntl函数
11.5.2 文件的读写
11.5.3 ioctl函数
11.6 实例分析
11.6.1 包罗万象的proc文件系统
11.6.2 陌生又熟悉的devtmpfs
文件系统
2章 sysfs文件系统
12.1 基本框架
12.2 数据结构
12.3 创建文件
12.4 文件的IO
12.5 实例分析
12.5.1 利用sysfs协助驱动调试
12.5.2 智能家居：自动调整灯光的
亮度和色温
3章 ext4文件系统
13.1 概述
13.2 数据结构
13.2.1 ext4_super_block结构体
13.2.2 ext4_group_desc结构体
13.2.3 ext4_inode结构体
13.2.4 ext4_sb_info结构体
13.2.5 ext4_inode_info结构体
13.3 ext4的挂载
13.4 目录的结构
13.4.1 线性目录
13.4.2 哈希树目录
13.4.3 硬链接
13.5 文件的IO
13.5.1 映射
13.5.2 区段树
13.6 实例分析
13.6.1 恢复删除的文件并不神秘
13.6.2 文件系统的修复
进程管理篇
4章 进程
14.1 概述
14.1.1 数据结构
14.1.2 扩展讨论
14.2 进程的创建
14.2.1 dup_task_struct函数
14.2.2 复制creds
14.2.3 设置时间
14.2.4 sched_fork函数
14.2.5 复制资源
14.2.6 申请pid
14.2.7 重要的杂项
14.3 创建进程
14.3.1 fork/vfork系统调用
14.3.2 创建线程
14.3.3 创建内核线程
14.4 进程“三巨头”
14.5 进程退出
14.5.1 退出方式
14.5.2 退出过程
14.5.3 使用wait等待子进程
14.6 实例分析
14.6.1 创建service接收无人机手柄
控制信号
14.6.2 安卓的thread
5章 进程调度
15.1 数据结构
15.2 进程调度的过程
15.2.1 进程被创建
15.2.2 唤醒进程
15.2.3 时钟中断
15.2.4 进程切换
15.3 stop调度类
15.4 实时调度类
15.4.1 优先级和抢占
15.4.2 task_tick_rt函数
15.4.3 选择下一个进程
15.5 公平调度类
15.5.1 task_fork_fair函数
15.5.2 enqueue_task和
check_preempt
15.5.3 task_tick_fair函数
15.5.4 进程切换
15.6 后期限调度类
15.7 idle调度类
15.8 进程优先级
15.9 实例分析
15.9.1 创建实时进程服务于AI的
感知系统
15.9.2 似睡非睡的idle
6章 信号处理
16.1 数据结构
16.2 捕捉信号
16.3 发送信号
16.4 处理信号
16.4.1 何时、如何
16.4.2 调用handler
16.4.3 处理信号后如何返回
16.5 实例分析
16.5.1 使用kill命令发送信号
16.5.2 使用信号监控IO事件
7章 进程通信
17.1 经典的管道
17.1.1 创建pipe
17.1.2 pipe的操作
17.1.3 命名管道
17.2 POSIX通信
17.2.1 POSIX信号量
17.2.2 POSIX共享内存
17.2.3 POSIX消息队列
17.3 XSI通信
17.3.1 IPC对象的key和id
17.3.2 XSI信号量
17.3.3 XSI消息队列
17.3.4 XSI共享内存
17.4 实例分析
17.4.1 多线程设计加速深度学习
17.4.2 构建无人机的Service与
Client架构
8章 程序的执行
18.1 elf文件
18.1.1 概述
18.1.2 文件格式
18.2 exec函数族
18.2.1 数据结构
18.2.2 系统调用
18.3 实例分析
18.3.1 使程序高效且对系统友好
18.3.2 main函数的秘密
升 华 篇
9章 梳理操作系统：I/O
多路复用
19.1 select机制
19.2 poll机制
19.3 升级版：epoll
19.3.1 数据结构
19.3.2 epoll的使用
19.4 实例分析
19.4.1 事件驱动型程序架构
19.4.2 改良管道通信
第20章 智能设备的传感器开发
20.1 传感器在智能手机和人工智能
中的应用
20.2 input子系统
20.2.1 数据结构
20.2.2 device和handler的注册
20.2.3 事件的报告
20.2.4 的evdev
20.3 实例分析
20.3.1 智能手机硬件抽象层的实现
20.3.2 无人驾驶的传感器
第21章 智能设备的Camera
开发
21.1 Camera在人工智能中的
应用
21.2 V4L2架构
21.2.1 数据结构
21.2.2 ioctl操作
21.3 Camera的核心ioctl操作
21.4 实例分析
21.4.1 安卓的Camera架构
21.4.2 Camera的3A控制
第22章 设备驱动开发：设备驱动
模型
22.1 驱动、设备和总线
22.2 probe是如何被调用的
22.3 再论总线
22.4 实例分析
22.4.1 设计一个层次分明的驱动
22.4.2 提炼同质设备的驱动
第23章 安卓系统的核心：Binder
通信
23.1 Binder通信的原理和结构
23.2 Binder的流程
23.2.1 ServiceManager进程管理服务
23.2.2 注册和获取服务
23.2.3 服务的过程
23.3 Binder的驱动
23.4 实例分析
23.4.1 使用Binder让设计变清晰
23.4.2 通过Binder获得传感器列表
第24章 从内核的角度看芯片和
驱动
24.1 芯片的基本功能模块
24.1.1 复位
24.1.2 中断
24.1.3 接口
24.2 一个完整的芯片驱动
24.2.1 初始化
24.2.2 芯片的正常工作状态
24.2.3 suspend和resume
24.3 实例分析
24.3.1 加速度传感器芯片
24.3.2 智能手机的触摸屏芯片
第25章 Linux与人工智能
25.1 人工智能的现状
25.1.1 深度学习
25.1.2 神经网络
25.2 深度学习的软硬件生态
25.2.1 整体架构
25.2.2 硬件纷争
25.3 实例分析
25.3.1 无人驾驶汽车的模块分解
25.3.2 机器人操作系统ROS
附录
附录A 内嵌汇编语言
附录B 链接脚本
附录C 函数和宏所属文件表
· · · · · · (收起)
读后感
评分
评分
评分
评分
用户评价
对于那些热衷于动手实践的读者来说，这本书的配套资源和学习路径设计，绝对是超乎预期的惊喜。它不是那种“读完就扔”的书籍，而是提供了一个持续成长的脚手架。我特别欣赏作者在每一章末尾设置的“动手实验”环节，这些实验不仅仅是简单的代码编译和运行，而是要求读者去修改内核源码的特定部分，观察系统行为的变化，甚至要求用简单的工具去“打断”预期的流程，观察系统如何恢复。这些任务的设计难度梯度控制得非常精准，从简单的模块加载与卸载，到后期的锁机制冲突模拟，步步为营。而且，书中提到的参考资料链接和社区资源也更新得很及时，这对于我们想要深入钻研某个特定子系统，比如网络协议栈或者文件系统时，提供了非常坚实可靠的外部支持。这本书真正做到了将理论知识“落地”，让我们能切实体会到代码是如何在硬件上奔跑起来的。
评分这本书的语言风格，我个人感觉非常对我的胃口，它介于学术论文的严谨和资深工程师的经验分享之间，恰到好处。作者在阐述复杂概念时，很少使用那种故作高深的术语堆砌，而是非常注重“解释性”的表达。比如，在描述中断处理流程时，他会穿插一些生动的比喻，将CPU内部的上下文切换过程，比作一个繁忙的工厂老板处理突发事件的流程，瞬间就让抽象的概念变得具象化了。同时，作者的语气中透露出一种深厚的实战经验，不像某些纯理论著作那样“纸上谈兵”。时不时出现的“在实际项目中我们遇到过……”或者“一个常见的陷阱是……”这类提示，简直是无价之宝，它们相当于一个经验丰富的老前辈在你旁边手把手地指导，让你在学习理论的同时，避免了在实际操作中可能犯下的低级错误。这种既有理论深度，又饱含实践智慧的叙述方式，极大地提升了阅读的效率和趣味性。
评分我必须得说，作者在内容组织上的宏观把握能力，简直是教科书级别的范例。它不像某些同类书籍那样，一上来就抛出晦涩难懂的理论，让人望而却步。相反，作者采取了一种“由浅入深，循序渐进”的叙事方式，先用最直观的例子搭建起一个整体的认知框架，比如对内存管理模块的介绍，先从用户空间如何看待虚拟内存开始，然后才慢慢深入到页表、TLB、伙伴系统这些具体实现细节。这种结构安排极大地降低了学习曲线的陡峭程度。我过去阅读其他内核书籍时，经常在某个模块卡壳，需要反复跳跃阅读才能理解前后关联，但在这本书里，作者巧妙地设置了大量的“回顾”和“预告”标记，使得知识点之间的连接点非常牢固，读起来有一种水到渠成的感觉，逻辑链条完整得让人赞叹。这种精妙的编排，让原本枯燥的底层知识变得富有层次感和故事性，真正做到了“授人以渔”。
评分这本书的排版和印刷质量简直是业界良心，每一页的纸张都厚实得让人爱不释手，拿在手里沉甸甸的感觉，立刻就让人对接下来的阅读充满了期待。尤其值得称赞的是，书中大量的代码示例和图表，那些复杂的系统调用流程图，被绘制得清晰明了，即便是初次接触内核编程的读者，也能很快捕捉到其中的逻辑脉络。插图的清晰度和配色方案也做得非常专业，没有那种廉价的、让人眼花缭乱的感觉，而是那种沉稳、严谨的理工科书籍特有的气质。装帧设计上，那种深灰与亮蓝的撞色搭配，简洁却不失力量感，放在书架上绝对是一道亮丽的风景线。我甚至花了好长时间研究了一下扉页的设计，那种细微的纹理处理，真的体现了出版方对这本书的重视程度。翻开书的第一页，那股淡淡的油墨香气，简直是技术爱好者们无法抗拒的“毒药”，让人忍不住想立刻沉浸到那个充满比特和字节的世界里去。这不仅仅是一本书，它更像是一件精心打磨的工艺品，看得出在生产制作的每一个环节都倾注了极大的心血。
评分从技术深度和覆盖面的广度来看，这本书展现了作者极强的知识整合能力。它没有停留在讲解某个特定Linux发行版或特定内核版本的特性，而是聚焦于那些跨越多年、经过时间考验的核心原理和设计哲学。我发现书中对进程调度器从早期的O(1)到现在的CFS的演变过程，分析得非常透彻，不仅讲解了它们各自的优劣，更深入剖析了设计者在不同历史阶段面临的性能瓶颈和权衡取舍。这种历史视角和前瞻性分析，让读者不仅仅学会了“是什么”，更明白了“为什么会是这样”。这种对底层机制的刨根问底，使得书中的知识具有极高的“保质期”，即使未来内核版本迭代，这些最核心的概念依旧是理解新特性的基石。它培养的不是对特定API的记忆力，而是对整个操作系统设计思想的深刻洞察力，这才是真正意义上的“精通”的起点。
评分深度不够，也不够基础。花了两三天翻完了，感觉比较尴尬。
评分深度不够，也不够基础。花了两三天翻完了，感觉比较尴尬。
评分这本书集中讨论内存管理、文件系统和进程管理三个部分。看序里面作者写作花了五年多，随书资料里面的代码截图可以证明这点，截图里面5.x和3.x的代码都有。三个核心模块写的很详细，而且易懂，作者很多地方写的比较通俗，到处打比喻，所以看起来不怎么费力，有些书看着晦涩但还真不一定就是深入的。能把复杂的东西几句话说明白，还是需要很大的精力和功夫的，我觉得这样反而更加深入、难得。要说不足，我觉得硬件相关的知识可以介绍多点，不影响理解的地方回避了硬件细节，可能作者有意把重点放在软件架构和实现上面吧。语言有地方不太通顺，不过这也说明书是码出来的，不是复制粘贴的。
评分这本书集中讨论内存管理、文件系统和进程管理三个部分。看序里面作者写作花了五年多，随书资料里面的代码截图可以证明这点，截图里面5.x和3.x的代码都有。三个核心模块写的很详细，而且易懂，作者很多地方写的比较通俗，到处打比喻，所以看起来不怎么费力，有些书看着晦涩但还真不一定就是深入的。能把复杂的东西几句话说明白，还是需要很大的精力和功夫的，我觉得这样反而更加深入、难得。要说不足，我觉得硬件相关的知识可以介绍多点，不影响理解的地方回避了硬件细节，可能作者有意把重点放在软件架构和实现上面吧。语言有地方不太通顺，不过这也说明书是码出来的，不是复制粘贴的。
评分深度不够，也不够基础。花了两三天翻完了，感觉比较尴尬。
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