大家好，我是皮哥 Peter，十年磨一劍，我的新書《打通Linux操作系統(tǒng)和芯片開發(fā)》上市了！

今天，新書開啟了 5 折優(yōu)惠，滿滿的干貨，高顏值，雙色印刷，手感厚實(shí)，新書原價 139 元，限時半價，只要 69.5 元，趕緊抄底！

放幾張實(shí)拍圖，前 1000 本下單的都是親筆簽名版，這其中又有幾十本會包含隨機(jī)寄語作為彩蛋：

為了保證體驗(yàn)，咱們這本采用的是彩色印刷，再加上圖非常多，整書體驗(yàn)非常的棒，大家可以看下面視頻里的實(shí)際體驗(yàn)：

為什么寫本書

畢業(yè)后我一直從事于底層技術(shù)開發(fā)，從最初的驅(qū)動開發(fā)、內(nèi)核開發(fā)、安卓 Framework 開發(fā)、再到芯片級的系統(tǒng)開發(fā)，一直對底層的本質(zhì)原理有著濃厚的興趣，十多年的工作沉淀對操作系統(tǒng)和芯片級的軟件開發(fā)有著一定的理解。希望通過某種方式把自己的一些總結(jié)記錄下來。另外我一直認(rèn)為，如果把人比作計(jì)算機(jī)的話，人的大腦更像是 CPU，并不適合用來存儲記憶，特別是隨著時間的推移，經(jīng)驗(yàn)也會遺忘，所以需要有像硬盤一樣的東西把內(nèi)容記錄下來，這也是我選擇寫書的原因之一。

為什么選擇寫打通操作系統(tǒng)和芯片開發(fā)的內(nèi)容？我們知道計(jì)算機(jī)是個變化極快的行業(yè)，特別是從事互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的朋友，經(jīng)常面對技術(shù)的更新，開發(fā)語言的迭代，每天過的都很焦慮，隨著新人的入職，技術(shù)的變化，老人的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)似乎無法得到發(fā)揮，這也是為什么都說程序員有35歲失業(yè)的根本原因。那么技術(shù)更新不那么快的行業(yè)是不是就好點(diǎn)了呢？的確如此，比如更加底層的嵌入式行業(yè)，操作系統(tǒng)行業(yè)，芯片行業(yè)等都會比互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)好很多，特別是同時懂軟件和硬件的工程師，甚至隨著時間的推移，越老越吃香，而且國家越來越重視底層技術(shù)的開發(fā)。即便是在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，如果你對底層技術(shù)有著深厚的積累，依然可以很有競爭力，就相當(dāng)是擁有了武俠片中的內(nèi)功，一旦有了雄厚的內(nèi)功，其它武功你一看就明白，一學(xué)就會，任何招式你和別人打出去的威力就不是一個級別。這種幫助無論對嵌入式開發(fā)者，還是對互聯(lián)網(wǎng)程序員都是非常明顯的。

學(xué)習(xí)最重要的是什么？其實(shí)很簡單，好的資料加好的老師，然后花時間投入進(jìn)去。現(xiàn)在人工智能發(fā)展很快，特別是大模型的出現(xiàn)，幾乎每個人都可以擁有自己的智能助手，完全可以利用人工智能充當(dāng)好的老師。好的老師有了，那學(xué)習(xí)資料呢？我剛畢業(yè)那會學(xué)習(xí)資料很少，更不用說偏向底層的計(jì)算機(jī)書籍，只能通過閱讀代碼的方式一邊理解，一邊猜測背后的邏輯，很痛苦。很羨慕現(xiàn)在的學(xué)生，無論是視頻、圖文，還是自媒體、紙質(zhì)書，市面上的學(xué)習(xí)資料很多，大大降低了學(xué)習(xí)的門檻。但這也是最大的問題，資料太多帶來的篩選成本和學(xué)習(xí)成本也很高。而且我發(fā)現(xiàn)，市場上雖然有很多操作系統(tǒng)、Linux 內(nèi)核、芯片開發(fā)的書籍，但彼此內(nèi)容都是隔離的，芯片、硬件開發(fā)者想了解軟件開發(fā)的人很多，但還是無法找到合適的書籍。軟件開發(fā)者想了解底層硬件技術(shù)原理，也是無法找到合適的內(nèi)容，這一度讓有志于挖掘底層技術(shù)原理的工作者無從下手。這也是我選擇寫此書的原因之一，希望《打通操作系統(tǒng)和芯片開發(fā)》能幫助一些人找到提升內(nèi)功的把手，借此機(jī)會在技術(shù)的道路上更上一層。

權(quán)威認(rèn)證

很榮幸，《打通Linux操作系統(tǒng)和芯片開發(fā)》得到業(yè)界權(quán)威認(rèn)證，受到了“鴻蒙之父”陳海波、RT-Thread創(chuàng)始人熊譜翔、飛漫科技創(chuàng)始人魏永明、嵌入式大咖韋東山、內(nèi)核大佬宋寶華等良師益友的重磅推薦！

本書主要內(nèi)容

全書共 13 章內(nèi)容，操作系統(tǒng)部分涉及內(nèi)存管理，進(jìn)程管理，文件系統(tǒng)，同步管理，以及系統(tǒng)調(diào)用。芯片 SoC 部分涉及 SoC bringup 的過程，設(shè)備模型，設(shè)備樹原理，電源模塊，時鐘模塊，引腳模塊，時間模塊以及中斷模塊，這些模塊都是芯片運(yùn)行操作系統(tǒng)的基本要求。站在一線開發(fā)者的角度先剖析 Kernel 6.6 的實(shí)現(xiàn)原理，然后結(jié)合恩智浦 i.MX9 芯片的 SoC 硬件原理，由淺入深的講解操作系統(tǒng)和 SoC 的不解之謎。本書涵蓋以下主要內(nèi)容。

第1章介紹內(nèi)存管理，包括內(nèi)存管理的機(jī)制，CPU訪問內(nèi)存的過程，內(nèi)存架構(gòu)和內(nèi)存模型，memblock物理內(nèi)存初始化和映射，物理內(nèi)存的軟件劃分，頁幀分配器的實(shí)現(xiàn)，快速分配之水位控制，快速分配之伙伴系統(tǒng)，慢速分配之內(nèi)存碎片整理。

第2章介紹進(jìn)程管理，包括內(nèi)核對進(jìn)程的描述，用戶態(tài)進(jìn)程、線程的創(chuàng)建，do_fork 函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，進(jìn)程的調(diào)度，SMP的負(fù)載均衡等內(nèi)容。

第3章介紹文件系統(tǒng)，包括磁盤的物理結(jié)構(gòu)，查看文件系統(tǒng)，查找 ext4 文件系統(tǒng)的過程，虛擬文件系統(tǒng)的原理。

第4章介紹同步管理，包括原子操作、 自旋鎖，信號量 、互斥鎖，RCU等內(nèi)容。

第5章介紹系統(tǒng)調(diào)用，包括系統(tǒng)調(diào)用的定義，從內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)講解系統(tǒng)調(diào)用的處理流程。

第6章介紹 SoC bringup，從 Uboot 啟動前，到 Uboot 的初始化，再到 Kernel 的初始化。內(nèi)容包括 SPL 的工作流程，ATF 的工作流程，Uboot 的過程，以及 Kernel 各個子系統(tǒng)的初始化流程。

第7章介紹設(shè)備模型，這是進(jìn)入研究設(shè)備驅(qū)動的基礎(chǔ)，內(nèi)容包括設(shè)備模型的基石，設(shè)備模型的探究，最后手把手和大家一起定制一塊開發(fā)板。

第8章介紹設(shè)備樹原理，涉及設(shè)備樹的基本用法，設(shè)備樹的深度解析。

第9章介紹電源模塊，這是操作系統(tǒng)在SoC上運(yùn)行的動力來源，內(nèi)容涉及電源 Power Domain 的軟硬件實(shí)現(xiàn)，電源 Runtime PM 的軟硬件實(shí)現(xiàn)。

第10章介紹時鐘模塊，這是操作系統(tǒng)在 SoC 上運(yùn)行的心跳，內(nèi)容涉及時鐘控制器的硬件實(shí)現(xiàn)，時鐘子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，時鐘控制器的驅(qū)動實(shí)現(xiàn)。

第11章介紹引腳模塊，這是操作系統(tǒng)在 SoC 上運(yùn)行的四肢，用來連接其它外設(shè)，內(nèi)容涉及 IOMUX 控制器的硬件實(shí)現(xiàn)，IOMUX 控制器的驅(qū)動實(shí)現(xiàn)，以及引腳設(shè)備的驅(qū)動實(shí)現(xiàn)。

第12章介紹時間模塊，這是操作系統(tǒng)在 SoC 上運(yùn)行時的計(jì)時，內(nèi)容涉及時間子系統(tǒng)的架構(gòu)，定時器和時鐘源的初始化，高分辨率定時器 hrtimer，底分辨率定時器，sched_timer。

第13章介紹中斷模塊，這是操作系統(tǒng)在 SoC 上運(yùn)行時對外界的反饋，內(nèi)容涉及中斷控制器的硬件實(shí)現(xiàn)，中斷控制器的驅(qū)動實(shí)現(xiàn)，中斷下半部的實(shí)現(xiàn)過程。

學(xué)習(xí)本書的好處

在人工智能時代，操作系統(tǒng)和芯片開發(fā)的技術(shù)廣度大幅擴(kuò)展。AI 芯片的普及和邊緣計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的興起，要求硬件與軟件深度協(xié)同。例如，在邊緣設(shè)備上運(yùn)行AI模型時，開發(fā)者需要同時優(yōu)化操作系統(tǒng)的資源管理和芯片的能耗控制。這種跨領(lǐng)域能力是 AI 時代技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

從技術(shù)深度看，操作系統(tǒng)和芯片開發(fā)的學(xué)習(xí)能幫助讀者深入理解底層原理，提升性能優(yōu)化、安全性和可靠性設(shè)計(jì)能力。例如，如何通過優(yōu)化操作系統(tǒng)的調(diào)度算法和芯片的緩存機(jī)制來加速 AI 推理？如何設(shè)計(jì)安全的系統(tǒng)以保護(hù)隱私？這些問題的解決需要扎實(shí)的底層技術(shù)功底，為未來的技術(shù)創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。此外還可以助我們：

順利通過大廠面試。大廠面試通常非常注重技術(shù)深度。對于底層技術(shù)的考查，能夠有效篩選出真正有實(shí)力的候選人。在面試中，很多應(yīng)聘者可能對應(yīng)用層技術(shù)有一定了解，但深入到操作系統(tǒng)原理、芯片架構(gòu)等底層知識時，掌握這些知識的人相對較少。例如，在操作系統(tǒng)方面，能夠深入講解進(jìn)程調(diào)度算法（如 CFS - 完全公平調(diào)度算法）、內(nèi)存管理機(jī)制（如分頁和分段機(jī)制）的應(yīng)聘者會給面試官留下深刻印象。 在芯片開發(fā)領(lǐng)域，了解芯片常用驅(qū)動等底層知識，能夠在面試相關(guān)崗位時展現(xiàn)出自己的專業(yè)度。這是因?yàn)榇髲S往往有自己的底層技術(shù)研發(fā)需求，大廠在實(shí)際項(xiàng)目中會遇到很多與底層技術(shù)相關(guān)的問題。例如，軟件在運(yùn)行時出現(xiàn)性能瓶頸，可能與操作系統(tǒng)的內(nèi)存分配不合理或者 CPU 調(diào)度策略不優(yōu)化有關(guān)。掌握底層技術(shù)的人能夠從根源上分析和解決這些問題，這在面試中通過案例分析等環(huán)節(jié)可以很好地體現(xiàn)出來。

拓寬技術(shù)職業(yè)方向。操作系統(tǒng)和芯片開發(fā)等底層技術(shù)的變化相對緩慢。與應(yīng)用層技術(shù)頻繁更新?lián)Q代不同，底層技術(shù)的核心原理和架構(gòu)在較長時間內(nèi)保持穩(wěn)定。例如，Linux 操作系統(tǒng)的內(nèi)核架構(gòu)雖然在不斷發(fā)展，但基本的進(jìn)程管理、內(nèi)存管理等核心機(jī)制變化不大。學(xué)習(xí)這些底層技術(shù)可以讓從業(yè)者在較長的職業(yè)生涯中保持技術(shù)的有效性和競爭力。而且掌握底層技術(shù)能夠使從業(yè)者更容易實(shí)現(xiàn)技術(shù)遷移。無論是從不同行業(yè)領(lǐng)域之間的擇業(yè)，還是從一種操作系統(tǒng)平臺轉(zhuǎn)向另一種，底層技術(shù)知識都能提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。例如，一個熟悉操作系統(tǒng)底層的開發(fā)者，在從傳統(tǒng) PC 操作系統(tǒng)開發(fā)轉(zhuǎn)向移動操作系統(tǒng)開發(fā)時，能夠更快地理解和適應(yīng)新的開發(fā)環(huán)境，因?yàn)橐苿硬僮飨到y(tǒng)的很多底層原理（如進(jìn)程管理、資源調(diào)度）與傳統(tǒng)操作系統(tǒng)是相通的。在人工智能時代亦是如此。

緩解“35 歲失業(yè)“焦慮。在技術(shù)行業(yè)，35 歲左右往往面臨年輕從業(yè)者的競爭壓力。學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)和芯片開發(fā)等底層技術(shù)可以建立起較高的技術(shù)壁壘。這些底層技術(shù)需要長時間的學(xué)習(xí)和實(shí)踐才能掌握，相比年輕從業(yè)者普遍掌握的應(yīng)用層技術(shù)，底層技術(shù)更能體現(xiàn)資深從業(yè)者的價值。例如，在企業(yè)裁員時，能夠?qū)Σ僮飨到y(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行優(yōu)化或者對芯片設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)的技術(shù)人員，因其不可替代的技術(shù)能力，被裁掉的風(fēng)險(xiǎn)相對較低。

最后，新書定價 139 元，但我?guī)痛蠹覡幦〉搅?5 折優(yōu)惠，現(xiàn)在只要 69.5 元，優(yōu)惠暫時還不知道能持續(xù)多久，想入手的朋友建議趁早，前1000名有簽名和彩蛋哦！