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內(nèi)容簡介

　　精通Linux內(nèi)核：智能設備開發(fā)核心技術(shù)共五篇，以從易到難的順序詳細剖析了Linux內(nèi)核開發(fā)的核心技術(shù)。“知識儲備篇”介紹了Linux的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、中斷處理、內(nèi)核同步和時間計算等內(nèi)容，這些是理解后續(xù)章節(jié)的前提。之后通過“內(nèi)存管理篇”“文件系統(tǒng)篇”“進程管理篇”詳細介紹了Linux的三大核心模塊。*后的“升華篇”則融合了前面諸多模塊展示了Linux內(nèi)核開發(fā)在操作系統(tǒng)、智能設備、驅(qū)動、通信、芯片以及人工智能等熱點領(lǐng)域的應用。書中的重點、難點均配以圖表、代碼和實戰(zhàn)案例進行展示，有助于提高讀者的動手操作能力。精通Linux內(nèi)核：智能設備開發(fā)核心技術(shù)的讀者需要熟悉C語言，對Linux內(nèi)核有一定了解。推薦初學者按照本書的編排順序閱讀，而熟悉Linux內(nèi)核的讀者可以跳過第壹篇，直接從三大核心模塊篇進行閱讀。本書可作為Linux初中級讀者系統(tǒng)學習Linux內(nèi)核開發(fā)的指導手冊，也可作為從事嵌入式、操作系統(tǒng)、Linux編程、驅(qū)動/內(nèi)核開發(fā)，以及智能設備開發(fā)等工作工程師的案頭指南和進階工具書。

作者簡介

　　姜亞華曾負責華為手機的Touch、Sensor的驅(qū)動和軟件優(yōu)化（包括Mate、榮耀等系列），以及Intel安卓平臺Camera和Sensor的驅(qū)動開發(fā)（包括Baytrail、Cherrytrail、Cherrytrail CR、Sofia等）；現(xiàn)負責DMA、Interrupt、Semaphore等模塊的優(yōu)化和驗證（包括Vega、Navi系列和多款APU產(chǎn)品。）。一直從事與Linux內(nèi)核和Linux編程相關(guān)的工作，研究內(nèi)核代碼十多年，對多數(shù)模塊的細節(jié)如數(shù)家珍。熟悉Linux程序，對Linux常見機制的使用理解透徹。曾在華為終端軟件精英賽中獲獎，三次獲得AMD Spotlight獎勵。

圖書目錄

序一
序二
前言
知識儲備篇
第1章基于Linux內(nèi)核的操作系統(tǒng)
1.1 處理器、平臺和操作系統(tǒng)
1.2 以安卓為例剖析操作系統(tǒng)
1.2.1 安卓的整體架構(gòu)
1.2.2 Linux內(nèi)核的核心作用
1.3 內(nèi)核整體架構(gòu)
1.3.1 內(nèi)核代碼的目錄結(jié)構(gòu)
1.3.2 內(nèi)核的核心模塊及關(guān)聯(lián)
1.4 實例分析
1.4.1 系統(tǒng)響應“點擊智能手機
觸摸屏”的過程
1.4.2 智能手機的傳感器游戲
第2章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的使用
2.1 關(guān)系型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.1.1 一對一關(guān)系
2.1.2 一對多關(guān)系
2.1.3 多對多關(guān)系
2.2 位操作數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.3 模塊和內(nèi)核參數(shù)傳遞
2.3.1 內(nèi)嵌通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.3.2 通用結(jié)構(gòu)的私有變量
2.4 實例分析
2.4.1 模塊的封裝
2.4.2 火眼金睛：看破數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
第3章時間的衡量和計算
3.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.2 時鐘芯片
3.3 從內(nèi)核的角度看時間
3.4 周期性和單觸發(fā)的時鐘中斷
3.5 時間相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用
3.5.1 獲取時間
3.5.2 給程序定個鬧鐘
3.6 實例分析
3.6.1 實現(xiàn)智能手機的長按操作
3.6.2 系統(tǒng)的時間并不如你所想
第4章中斷和中斷處理
4.1 處理器識別中斷
4.2 處理中斷
4.2.1 中斷處理程序
4.2.2 中斷服務例程
4.2.3 中斷處理
4.3 中斷返回
4.4 系統(tǒng)調(diào)用
4.5 軟中斷
4.5.1 原理
4.5.2 小任務tasklet
4.5.3 定時器
4.6 實例分析
4.6.1 使用中斷向無人駕駛系統(tǒng)報告
緊急事件
4.6.2 使用watchdog預防無人機墜落
第5章內(nèi)核同步
5.1 臨界區(qū)的競爭
5.2 同步原語
5.2.1 每CPU變量
5.2.2 volatile關(guān)鍵字
5.2.3 屏障
5.2.4 atomic變量
5.2.5 禁中斷
5.2.6 禁搶占
5.2.7 自旋鎖
5.2.8 讀寫鎖
5.2.9 順序鎖
5.2.10 信號量
5.2.11 互斥鎖
5.2.12 讀-拷貝-更新
5.3 實例分析
5.3.1 無人駕駛模式與人工駕駛模式的
切換
5.3.2 智能手機觸摸屏的report和
suspend
第6章事件的同步與異步
6.1 事件的異步
6.2 事件的同步
6.2.1 等待一段時間
6.2.2 等待事件完成
6.3 實例分析
6.3.1 使用工作隊列輪詢無人車環(huán)境
感知數(shù)據(jù)
6.3.2 使用等待隊列等待芯片
“回復”
內(nèi)存管理篇
第7章內(nèi)存尋址
7.1 處理器眼中的內(nèi)存
7.2 內(nèi)存分頁
7.2.1 尋址：處理器的尋寶游戲
7.2.2 內(nèi)存映射
7.3 實例分析
7.3.1 訪問GPU的幀緩沖
7.3.2 MMIO的映射
第8章物理內(nèi)存的管理
8.1 物理內(nèi)存的組織形式
8.2 啟動程序
8.3 memblock分配器
8.4 伙伴系統(tǒng)
8.4.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
8.4.2 頁的申請和釋放
8.5 實例分析
8.5.1 構(gòu)造一個內(nèi)存管理系統(tǒng)
8.5.2 安卓的ION
第9章內(nèi)存線性空間布局
9.1 線性空間劃分
9.2 內(nèi)核線性空間布局
9.2.1 直接映射區(qū)
9.2.2 動態(tài)映射區(qū)
9.2.3 永久映射區(qū)
9.2.4 固定映射區(qū)
9.3 mmap機制
9.3.1 函數(shù)原型
9.3.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
9.3.3 mmap的實現(xiàn)
9.3.4 內(nèi)存映射的總結(jié)
9.4 內(nèi)存申請
9.4.1 得到物理內(nèi)存
9.4.2 得到虛擬內(nèi)存
9.5 實例分析
9.5.1 通過dev映射內(nèi)存
9.5.2 幾種不同的mmap映射方式
第10章內(nèi)存管理進階
10.1 處理器的緩存
10.1.1 TLB緩存
10.1.2 內(nèi)存緩存
10.2 缺頁異常
10.2.1 處理缺頁異常
10.2.2 COW的精髓
10.3 實例分析
10.3.1 利用Cache的特性優(yōu)化深度
學習開發(fā)
10.3.2 內(nèi)核為molloc做了什么
文件系統(tǒng)篇
第11章文件系統(tǒng)
11.1 概念和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
11.2 文件系統(tǒng)的掛載
11.3 查找文件
11.4 文件操作
11.4.1 創(chuàng)建和刪除目錄
11.4.2 打開和關(guān)閉文件
11.4.3 文件的鏈接
11.4.4 創(chuàng)建節(jié)點
11.4.5 刪除文件
11.5 文件的IO
11.5.1 fcntl函數(shù)
11.5.2 文件的讀寫
11.5.3 ioctl函數(shù)
11.6 實例分析
11.6.1 包羅萬象的proc文件系統(tǒng)
11.6.2 陌生又熟悉的devtmpfs
文件系統(tǒng)
第12章 sysfs文件系統(tǒng)
12.1 基本框架
12.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
12.3 創(chuàng)建文件
12.4 文件的IO
12.5 實例分析
12.5.1 利用sysfs協(xié)助驅(qū)動調(diào)試
12.5.2 智能家居：自動調(diào)整燈光的
亮度和色溫
第13章 ext4文件系統(tǒng)
13.1 概述
13.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
13.2.1 ext4_super_block結(jié)構(gòu)體
13.2.2 ext4_group_desc結(jié)構(gòu)體
13.2.3 ext4_inode結(jié)構(gòu)體
13.2.4 ext4_sb_info結(jié)構(gòu)體
13.2.5 ext4_inode_info結(jié)構(gòu)體
13.3 ext4的掛載
13.4 目錄的結(jié)構(gòu)
13.4.1 線性目錄
13.4.2 哈希樹目錄
13.4.3 硬鏈接
13.5 文件的IO
13.5.1 映射
13.5.2 區(qū)段樹
13.6 實例分析
13.6.1 恢復刪除的文件并不神秘
13.6.2 文件系統(tǒng)的修復
進程管理篇
第14章進程
14.1 概述
14.1.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
14.1.2 擴展討論
14.2 進程的創(chuàng)建
14.2.1 dup_task_struct函數(shù)
14.2.2 復制creds
14.2.3 設置時間
14.2.4 sched_fork函數(shù)
14.2.5 復制資源
14.2.6 申請pid
14.2.7 重要的雜項
14.3 創(chuàng)建進程
14.3.1 fork/vfork系統(tǒng)調(diào)用
14.3.2 創(chuàng)建線程
14.3.3 創(chuàng)建內(nèi)核線程
14.4 進程“三巨頭”
14.5 進程退出
14.5.1 退出方式
14.5.2 退出過程
14.5.3 使用wait等待子進程
14.6 實例分析
14.6.1