Linux核心 之 (前言)
\"First, they ignored us; then they laughed at us; then they fighted us; then we win.\" --From 1st Linux Conference
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原著：David A Rusling
编译： 胡宁宁 毕昕 仲盛 赵振平 周笑波 李群 汲化
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译者的话:
历尽半年多，《Linux 核心》终于和大家见面了.作为译者，心中非常高兴。 基于Linux 核心2.0.33, 本书介绍了Linux核心是如何工作的。它不是一本关于核心的手册，而是描述了Linux核心中使用的原理，机制和Linux为什么使用这些原理和机制。希望本书能给读者带来些益处。
编译本书的过程中，我们没有局限于原作者的内容，加入了一些译者自己的理解。由于我们的专业和英语水平有限，疏漏之处在所难免。敬请读者谅解并望指出。请给我们发 Email或在我们的BBS上留下您的意见。谢谢。
本书版权属于GPL性质。故读者可以在非赢利的目的下随便拷贝和传播。但请表明出处，以尊重我们一字一字的劳动。
我们下一步将在明年5/20时推出《Linux 核心源码分析》，基于核心2.3.16。源码分析的基础上，我们将试图清晰地将Linux核心的工作流程展现给读者.为进入Linux的系统(或/和)应用程序开发打下一个基础。
谢谢,
译者全体敬上
12/1/1999
前言
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Linux是Internet的产物，从属于一个学生(Linus Torvalds)的个人爱好演变成为一
个当今最流行的免费操作系统。对许多人而言，Linux是乎是个迷。 一个免费的东
西怎么会有价值？在一个被一群软件巨头统治的(系统)软件王国里，一个由一些电
脑hackers编写的操作系统如何能够参与竞争？一个由不同的国家许多不同的人编写
的软件如何能够保持其稳定性和高效性？这里的答案是Linux具有非常好的可靠性，
高效性和竞争能力。许多大学和研究机构都在用Linux来作计算。许多人们已在其
PC上安装了Linux。绝大多数公司都或多或少地在使用Linux。Linux被广泛地用来浏
览web站点，文件处理，发送email ，玩计算机游戏。Linux绝不是一个计算机界的
玩具，而是一个由全世界的爱好者开发的非常完善的，专业化的操作系统。
Linux 的源头可以追溯到Unix 家族。1969年，贝尔实验室的研究人员Ken Thompson其
开始在一台空闲的PDP-7机器上实验其多用户，多任务的操作系统(multi-user, multi-tasking
operating system) 。不久Dennis Richie和其他两位同事加入了他的行列。他们与
实验室中的其他同事一道开发出了最早期的Unix版本。Richie在早期的项目MULTICS
中发挥了很大的作用。Unix其实是MULTICS的双关语。早期的Unix是用汇编写的。第
3版时采用了C语言。C语言是Richie设计并编写的，以用来作为编写操作系统设计的
语言。用C改写过的Unix使得Unix可以被移植PDP-11/45 和DIGITAL 11/70 计算机上。
Unix移植到DIGITAL 11/70是一个历史性的转折，使得Unix正式从实验室走向大型机
计算环境。很快，绝大多数的计算机制造商都发布了其相应的Unix版本。
Linux诞生的原因极其简单。Linus Torvalds，Linux的作者和主要管理者，当时穷
的只能够付的起Minix。Minix是一个非常简单，Unix风格的，被广泛用在教学上的
操作系统。Linus对Minix的功能不是很满意(译者注：不知Andrew Tanenbaum看见这
句话会有何感想。“后生可畏？”。有兴趣的读者可以访问Andrew的主页.)
决定自己动手编写一个软件。因为在学校里每天用的都是Unix， 所以他选择将Unix作
为他的软件的模型.最开始的工作是在一台Intel 386 的PC机上。他的进展很迅速。
Linus对他所做的事情充满了兴趣，并通过刚刚出现的，还局限在学术领域的计算机网络，
将已有的代码共享给其他的学生。 其他的人看见了Linus的软件并开始加入开发的行列。
不同的人由于在使用Linux时碰到不同的问题，所以这个软件也就不断地被更新和完善。
不久之后，Linux就成为一个完整的操作系统了。值得注意的是Linux中没有任何Unix代码，
而是根据POSIX标准重新编写的Linux中使用了许多在Cambridge, Massachusetts的Free
Software Foundation的提供GNU软件。
多数人仅把Linux 当做一个简单的工具来使用。也有许多用户在Linux进行应用程序
的开发。只有很少数的人敢于为Linux写设备驱动程序和核心的patches(译者注：这
个词不太好翻译)。 Linus Torvalds接受来自任何人和地方的关于核心的补充和修改。
这似乎有点象无政府主义。当Linus严把质量关并由他自己将新的代码加入核心。当
然，在任何时候，从事Linux核心开发的人员毕竟是只有一少部份人。
大多数Linux用户似乎不关心这个操作系统是如何构造和运行的。这不是个明智的决
定因为学习Linux是更多理解一个操作系统功能的有利途径。Linux不仅仅是设计的
很好，更重要的是其源代码是公开的。这是因为虽然作者拥有这个软件的版权，但
在Free Software Foundation\"s GNU Public License的基础上，源代码是可以免费
获取的。对刚接触源码的人，起初会觉得迷惑当看见一些叫做kernel，mm，和net的
子目录。它们含有些什么？这些代码是如何工作的？为了解决上述问题，我们需要
的是对整个Linux的结构有个总体的了解。这也正是本书的目的：提供一个关于Linux核
心如何工作的清楚的画面，从而使得当你在运行一些应用程序时，你可以明白操作
系统核心处正在发生着什么(译者注：这一点是为什么要鼓励应用程序开发者了解操
作系统的结构。例如，不理解操作系统的调度，很难想象一个应用程序开发者可以
编出一个高效的多线程并发程序)。
(此处译者略去原作者的自我介绍，有兴趣的读者可以访问其site)
这本书讲述的是Alpha AXP-based Linux版本(译者注：这是因为作者在写此书时在
Digital公司(后来被Compag吞并；著名的Alta Vista seearch engine出自Digital)任
职。然而95%的Linux核心源代码是与具体的硬件平台无关的。换而言之，本书95%的
内容是讲述与硬件无关的Linux核心。
关于读者
本书不要求读者必须具备任何知识和经验的前提。我们假设读者会在需要时补充相
关的知识。具备一定的计算机知识和C语言功底将帮助读者更好地理解本书。
本书的组织
本书并不是关于Linux内部的手册。它是关于通常意义上的操作系统，特别是对于Linux的
介绍。每一章节按照从”普通到特殊“的规则来布局。首先在具体介绍细节之前，
我们给出一个对核心子系统的综述。
关于核心的具体算法被特意地略去。有兴趣的读者可以参阅具体的源代码。本书将
重点放在核心数据结构和其之间的关系上。
本书每一章都相对独立，就象每一个Linux子系统完成相对独立的功能一样。当然章
节之间也是相关联的。例如，你不能很好地描述一个进程如果不理解虚拟内存是如
何工作的。
硬件基础章节给出一个对当代PC的简要介绍。一个操作系统必须工作在一个硬件基
础上。操作系统中的某些功能是与硬件相关的。为了理解Linux操作系统，读者需要
具备一定的底层硬件知识。
软件基础章节介绍了基本的软件知识原理并论及了汇编和C语言。它们都是编写一个
操作系统不可缺少的工具。另外本章给出了对操作系统的功能和目标的一个综述。
内存管理章节描述了Linux如何管理系统中的物理和虚拟内存。
进程章节描述了什么是一个进程，Linux核心如何创见，管理和删除系统中的进程。
进程之间，进程与核心之间通过通讯来调整/安排它们的行为。Linux支持很多种进
程间通讯--IPC(Inter-Process Communication)机制。信号与管道是其中的两种Linux还
支持System V IPC机制。关于IPC机制的内容在IPC章节描述。
PCI标准是一个高效的PC总线。PCI章节讲述了Linux核心如何初始化合使用PCI总线
和系统中的PCI 设备。
中断和中断处理章节探讨了Linux核心如何处理中断。尽管操作系统核心里提供一些
通用的机制和接口来处理中断，一些关于中断处理的细节是与硬件体系结构有关的。
Linux的优点之一是它支持许多硬件设备。设备驱动程序章节描述了Linux核心如何
控制系统中的物理设备。
文件系统章节讲述了Linux核心如何维护其文件系统中的文件，描述了虚拟文件系统
(Virtual File System)和如何支持Linux核心中的真正文件系统。
网络与Linux是一对同义词。从某种真实的意义上讲，Linux是Internet或World Wide
Web (WWW)的产物。Linux的开发和使用 者通过web来交换信息和代码 。Linux=通常
被用来支持机构的网络需求。网络章节描述了Linux如何支持TCP/IP协议族。
核心机制章节探讨了Linux核心需要支持/完成的一些通用任务和机制，以用来使得
核心其他部份有效地工作在一起。
模块章节讲述了Linux如何动态地装载功能模块，例如文件系统。
源代码章节描述了对应于特定的核心功能的Linux核心源代码地址。读者可以依据本
章的介绍来开始阅读源代码。
本书的约定
serif font 用户必须输入的命令或文本。
Type font 数据结构和数据结构中的域。
本书中所引用的源程序都基于相对路径/usr/src/linux。如foo/bar.c，则其实际的
路径是/usr/src/linux/foo/bar.c。
商标
Caldera, OpenLinux and the ``C\"\" logo are trademarks of Caldera, Inc.
Caldera OpenDOS 1997 Caldera, Inc.
DEC is a trademark of Digital Equipment Corporation.
DIGITAL is a trademark of Digital Equipment Corporation.
Linux is a trademark of Linus Torvalds.
Motif is a trademark of The Open System Foundation, Inc.
MSDOS is a trademark of Microsoft Corporation.
Red Hat, glint and the Red Hat logo are trademarks of Red Hat Software,
Inc.
UNIX is a registered trademark of X/Open.
XFree86 is a trademark of XFree86 Project, Inc.
X Window System is a trademark of the X Consortium and the Massachusetts
Institute of Technology.
感谢
I must thank the many people who have been kind enough to take the time
to e-mail me with comments about this book. I have attempted to incorporated
those comments in each new version that I have produced. Special thanks
must go to John Rigby and Michael Bauer who gave me full, detailed review
notes of the whole book. Not an easy task.
发布人:netbull 来自:Linuxeden