有志青年必读

如果你是一个 C 程序员，你想过这些问题吗：空指针到底是什么？你调用 malloc 时，系统做了什么？fork 是怎么实现的？如果你很好奇，如果你是一位有志青年，你可以看看这本书。

操作系统是什么？操作系统其实是运行在硬件上的一个程序，这个程序的客户是应用软件，如：office，shell，等等。从这个角度来看，操作系统其实没那么神秘，无非是屏蔽硬件的细节，给上层的应用软件提供方便操作的接口，当然操作系统由于其处于软件系统的底层，对性能要求极为苛刻。操作系统给应用软件提供了访问硬件资源的接口，不同应用软件访问硬件资源的需求又各有差异，如何能公平的满足这些需求？从这个角度来看，操作系统内部是非常复杂的。

本书逐个分析了 linux 内核的几个模块：进程调度，内存管理，文件系统，I/O 设备。单单某一个模块就非常复杂，而这些模块之间有错综复杂的关系，所以想独立的分析某个模块而不牵扯其他模块是很困难的，这也是阅读本书的困难之处。比如说内存管理模块，要给内核本身提供内存分配的接口，用于内存本身的管理，文件系统缓存等等，也要给应用程序提供内存分配接口，内核认为内核本身申请内存，那一定是有足够理由的，所以会优先满足，而应用程序的申请往往会尽量延迟满足，除非你要访问那个内存单元，否则你得只是看起来拥有一块内存而已。应用程序使用内存可能是一次申请一大块，内核不能一下子就把这么多内存都拿出来，万一应用程序申请了不用怎么办？万一应用程序浪费怎么办？所以内核会先给应用程序一个线性地址范围，当应用程序访问那个内存单元时，才把一个线性地址映射到真正的物理内存。当然频繁申请/释放内存的情况也是有的，对于这种情况，内核利用了对象池技术，保证这种访问行为的性能。

当然复杂中也有简单，有一些核心思想是很容易理解的：

性能很重要，对普通应用是这样的，对内核更是，所以，能用缓存都用缓存，如：内核充分利用 CPU 的一级/二级缓存，并且为 I/O 设备做内存缓存。

当然节约空间也很重要，所以 linux 内核使用了大量的位操作，用位而不是字节以便节约空间。

这本书不仅能给带我们浏览 linux 内核的工作原理，也能向我们展示大量的编程技巧：如何优化 if 判断、如何利用位运算、如何写换行宏、如何把一个结构加入多个链表等等。

linux 内核源代码从最开始的 1 万行，到现在发展为几百万行，要想通读下来基本上是不可能的，这本书只截取了部分重要的数据结构和极少数的重要的代码片段。本书的写作风格我不是很喜欢，基本上就是列出一个数据结构/一个内核函数，后面给出一大段分析，读起来很枯燥，段落之间连贯性不强。

书名是“深入理解 linux 内核”，其实这本书没那么深入，只要有一点 C 语言的基础就能大概读懂，对内核的各个模块也没做深入的分析，基本就是给代码做注释。如果你是搞嵌入式系统开发的，那你应该知道读那些章节，如果你是一个普通的应用开发者，建议你看看内存管理和进程调度这几个章节，收获应该不小。