Linux內(nèi)核API完全參考手冊

前言

進(jìn)入21世紀(jì)，IT技術(shù)以前所未有的速度向前發(fā)展。Linux作為源碼開放的操作系統(tǒng)，在眾多愛好者的共同努力下，不斷成長并趨于完善。由于GNU計(jì)劃所開發(fā)的各種組件和系統(tǒng)發(fā)行版所必備的軟件可以運(yùn)行于Linux內(nèi)核之上，整個(gè)Linux內(nèi)核符合通用公共許可證（General Public License，GNU），使得Linux在PC機(jī)、服務(wù)器以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。編者在長期的Linux內(nèi)核開發(fā)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前介紹內(nèi)核API方面的書籍很少。目前市面上關(guān)于Linux內(nèi)核編程開發(fā)方面的書可以分為三類：第一類，Linux內(nèi)核分析，所分析的內(nèi)核源碼版本一般相對(duì)較早，而對(duì)于最新版本的內(nèi)核源代碼則很少提及；第二類，Linux編程，主要是以用戶層面上的編程為主，一般涉及用戶API；第三類，嵌入式Linux開發(fā)，相對(duì)于特定的硬件平臺(tái)，只對(duì)所用到的特定內(nèi)核API作簡要說明。對(duì)于使用Linux內(nèi)核進(jìn)行編程開發(fā)，需要全面了解內(nèi)核API，而目前市面上找不到一本能夠全面介紹最新的Linux內(nèi)核API的圖書，這也正是本書寫作的目的所在。

內(nèi)容概要

Linux作為源碼開放的操作系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)與嵌入式設(shè)備，因此學(xué)會(huì)Linux內(nèi)核開發(fā)與編程顯得越來越重要。本書以最新的Linux內(nèi)核版本2.6.30為依據(jù)，對(duì)常用的內(nèi)核API作了系統(tǒng)分析和歸納，設(shè)計(jì)了典型實(shí)例并對(duì)開發(fā)場景進(jìn)行了詳細(xì)講解。本書中分析的內(nèi)核API模塊包括：內(nèi)核模塊機(jī)制API、進(jìn)程管理內(nèi)核API、進(jìn)程調(diào)度內(nèi)核API、中斷機(jī)制內(nèi)核API、內(nèi)存管理內(nèi)核API、內(nèi)核定時(shí)機(jī)制API、內(nèi)核同步機(jī)制API、文件系統(tǒng)內(nèi)核API和設(shè)備驅(qū)動(dòng)及設(shè)備管理API。本書立足Linux內(nèi)核API分析，深入實(shí)踐，內(nèi)容翔實(shí)，讀者可以從低起點(diǎn)進(jìn)行高效的內(nèi)核分析與編程實(shí)踐。本書可作為高等院校計(jì)算機(jī)、電子、信息類大學(xué)生及研究生進(jìn)行Linux操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)和編程的教材或參考書，也可作為Linux開發(fā)人員和廣大Linux編程開發(fā)愛好者的參考用書。

書籍目錄

前言 本書使用方法 第1章 Linux內(nèi)核API分析必備知識(shí) 1 　Linux內(nèi)核編程注意事項(xiàng) 1 　本書中模塊編譯Makefile模板 1 　內(nèi)核調(diào)試　函數(shù)printk 2 　內(nèi)核編譯與定制 4 　溫馨提示 10 　參考文獻(xiàn) 11 第2章 Linux內(nèi)核模塊機(jī)制API 12 　函數(shù)：__module_address ( ) 12 　函數(shù)：__module_ref_addr ( ) 14 　函數(shù)：__module_text_address ( ) 16 　函數(shù)：__print_symbol ( ) 18 　函數(shù)：__symbol_get ( ) 20 　函數(shù)：__symbol_put ( ) 22 　函數(shù)：find_module ( ) 24 　函數(shù)：find_symbol ( ) 27 　函數(shù)：module_is_live ( ) 30 　函數(shù)：module_put ( ) 32 　函數(shù)：module_refcount ( ) 34 　函數(shù)：sprint_symbol ( ) 36 　函數(shù)：symbol_put_addr ( ) 38 　函數(shù)：try_module_get ( ) 40 　函數(shù)：use_module ( ) 42 參考文獻(xiàn) 44 第3章 Linux進(jìn)程管理內(nèi)核API 45 　函數(shù)：__task_pid_nr_ns( ) 45 　函數(shù)：find_get_pid( ) 47 　函數(shù)：find_pid _ns( ) 49 　函數(shù)：find_task_by_pid_ns( ) 51 　函數(shù)：find_task_by_pid_type _ns( ) 53 　函數(shù)：find_task_by_vpid( ) 55 　函數(shù)：find_vpid( ) 57 　函數(shù)：get_pid( ) 59 　函數(shù)：get_task_mm( ) 60 　函數(shù)：is_container_init( ) 63 　函數(shù)：kernel_thread( ) 65 　函數(shù)：mmput( ) 67 　函數(shù)：ns_of_pid( ) 69 　函數(shù)：pid_nr( ) 71 　函數(shù)：pid_task( ) 73 　函數(shù)：pid_vnr( ) 75 　函數(shù)：put_pid( ) 77 　函數(shù)：task_active_pid_ns( ) 79 　函數(shù)：task_tgid_nr_ns( ) 81 參考文獻(xiàn) 83 第4章 Linux進(jìn)程調(diào)度內(nèi)核API 84 第5章 Linux中斷機(jī)制內(nèi)核API 189 第6章 Linux內(nèi)存管理內(nèi)核API 258 第7章 Linux內(nèi)核定時(shí)機(jī)制API 368 第8章 Linux內(nèi)核同步機(jī)制API 457 第9章 Linux文件系統(tǒng)內(nèi)核API 539 第10章 Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)及設(shè)備管理API 614 部分相關(guān)　函數(shù)說明 679 參考文獻(xiàn) 679 附錄 Linux內(nèi)核API快速檢索表

章節(jié)摘錄

插圖：Linux可以運(yùn)行在兩種模式下：用戶模式和內(nèi)核模式。當(dāng)我們編寫一個(gè)普通程序時(shí)，有時(shí)會(huì)包含文件，也就是說我們使用了C標(biāo)準(zhǔn)庫，這是典型的用戶模式編程，在這種情況下，用戶模式的應(yīng)用程序要鏈接標(biāo)準(zhǔn)C庫。在內(nèi)核模式下不存在1ibc庫，也就沒有這些函數(shù)供我們調(diào)用。此外，在內(nèi)核模式下編程還存在一些限制：·不能使用浮點(diǎn)運(yùn)算。因?yàn)長inux內(nèi)核在切換模式時(shí)不保存處理器的浮點(diǎn)狀態(tài)?！げ灰寖?nèi)核程序進(jìn)行長時(shí)間等待。Linux操作系統(tǒng)本身是搶占式的，但是內(nèi)核是非搶占內(nèi)核，就是說用戶空間的程序可以搶占運(yùn)行，但是內(nèi)核空間程序不可以?！けM可能保持代碼的整潔性。內(nèi)核調(diào)試不像調(diào)試應(yīng)用程序那樣方便，因此，在前期代碼編寫的過程中保持代碼的整潔易懂，將大大方便后期的調(diào)試?！ぴ趦?nèi)核模式下編程，系統(tǒng)內(nèi)的所有資源都是由內(nèi)核來統(tǒng)一調(diào)配的，并且數(shù)量有限，因此申請(qǐng)資源用完后一定要進(jìn)行釋放，避免出現(xiàn)死鎖情況。·Linux內(nèi)核API有很多配對(duì)使用，例如，文件引用計(jì)數(shù)有加操作，也會(huì)有相應(yīng)的減操作。如果在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了“引用計(jì)數(shù)”加操作，函數(shù)執(zhí)行后未進(jìn)行減操作還原，那么可能會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰。本書中的所有內(nèi)核API驗(yàn)證實(shí)例都是在Linux內(nèi)核模式下進(jìn)行編程與驗(yàn)證的。

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