《Linux 2.6內核標準教程》
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多年培訓、研發經驗的總結
圖書簡介Linux內核是Linux操作系統中最核心的部分，用于實現對硬件部件的編程控制和接口操作。本書深入、系統地講解了Linux內核的工作原理，對Linux內核的核心組件逐一進行深入講解。 全書共8章，首先講解Linux系統的引導過程；然后對Linux內核的3大核心模塊——內存管理、進程管理、中斷和異常處理進行了深入的分析；在此基礎上，對時間度量、系統調用進行了分析和討論；最后講解了Linux內核中常見的同步機制，使讀者掌握每處理器變量和RCU這兩種新的同步機制。 本書適合Linux內核愛好者、Linux驅動開發人員、Linux系統工程師參考使用，也可以作為計算機及相關專業學生深入學習操作系統的參考書。
圖書目錄第1章 Linux內核學習基礎
1.1 為什么研究Linux內核
1.1.1 Linux的歷史來源
1.1.2 Linux的發展現狀
1.1.3 Linux的前景展望
1.2 選擇什么版本進行研究
1.3 內核基本結構
1.3.1 內核在操作系統中的地位
1.3.2 Linux 2.6內核源代碼目錄樹簡介
1.3.3 Linux 2.6內核的新特性
1.4 如何閱讀本書
1.4.1 內核探索工具
1.4.2 推薦閱讀方法
第2章 引導過程分析
2.1 內核鏡像的構建過程
2.1.1 編譯內核的步驟及分析
2.1.2 內核鏡像構建過程分析
2.2 系統引導過程分析
2.2.1 傀儡引導扇區
2.2.2 探測系統資源
2.2.3 解壓內核鏡像
2.2.4 進入保護模式
2.2.5 系統最終初始化
2.3 系統引導過程總結
第3章 內存管理
3.1 基礎知識
3.1.1 存儲器地址
3.1.2 分段機制
3.1.3 分頁機制
3.2 內核頁表的初始化過程
3.2.1 啟用分頁機制
3.2.2 構建內核頁表
3.3 物理內存的描述方法
3.3.1 內存節點
3.3.2 內存區域 1
3.3.3 物理頁框
3.4 物理內存的初始化過程
3.4.1 探測系統物理內存
3.4.2 初始化內存分配器
3.5 物理內存的分配與回收
3.5.1 伙伴分配算法
3.5.2 對象緩沖技術
3.6 內核地址空間
3.6.1 常規映射地址空間
3.6.2 固定映射地址空間
3.6.3 長久內核映射空間
3.6.4 臨時內核映射空間
3.6.5 非連續映射地址空間
第4章 進程管理
4.1 進程與線程的概念
4.1.1 程序與進程
4.1.2 進程與線程
4.2 進程描述符
4.2.1 進程標識符
4.2.2 進程的狀態
4.2.3 進程上下文
4.2.4 當前進程
4.3 進程的組織形式
4.3.1 進程標識符構成的哈希表
4.3.2 所有進程構成的雙向鏈表
4.3.3 執行態進程組成的運行隊列
4.3.4 阻塞態進程組成的等待隊列
4.4 進程的創建過程
4.4.1 進程創建的接口函數
4.4.2 進程創建的處理過程
4.5 進程調度算法
4.5.1 進程的分類
4.5.2 進程優先級
4.5.3 時間片分配
4.5.4 進程調度時機
4.6 進程切換過程分析
4.6.1 選取合適進程
4.6.2 完成上下文切換
4.7 空閑進程的初始化
4.7.1 空閑進程的內核態棧
4.7.2 空閑進程的內存描述符
4.7.3 空閑進程的硬件上下文
4.7.4 空閑進程的任務狀態段
第5章 中斷和異常
5.1 基礎知識
5.1.1 中斷和異常的定義
5.1.2 中斷和異常的分類
5.1.3 中斷和異常的對比
5.2 處理機制
5.2.1 IA32架構下的處理機制
5.2.2 Linux內核的實現策略
5.3 中斷描述符表的初始化
5.3.1 中斷描述符表的初步初始化
5.3.2 中斷描述符表的最終初始化
5.4 具體處理過程
5.4.1 公用的硬件處理階段
5.4.2 中斷的軟件處理階段
5.4.3 異常的軟件處理階段
5.5 延遲處理機制
5.5.1 softirq延遲處理
5.5.2 tasklet延遲處理
5.5.3 work queue延遲處理
第6章 時間度量
6.1 硬件支持
6.1.1 實時鐘RTC
6.1.2 系統時鐘
6.2 軟件架構
6.2.1 相對時間
6.2.2 墻上時間
6.2.3 內核定時器
6.3 時間度量的初始化過程
6.3.1 內核定時器初始化
6.3.2 系統時鐘的初始化
6.3.3 初始化時鐘中斷源
6.4 時鐘中斷處理過程
6.4.1 找回遺失的時鐘中斷
6.4.2 更新jiffies_64、xtime
6.4.3 對當前進程記賬
6.4.4 時鐘中斷處理小結
6.5 內核定時器工作原理
6.5.1 初始化內核定時器節點
6.5.2 激活內核定時器節點
6.5.3 內核定時器的處理過程
6.6 微秒級延遲
6.6.1 微妙級延遲的訪問接口
6.6.2 微妙級延遲的實現方法
第7章 系統調用
7.1 系統服務接口的種類
7.1.1 系統調用接口
7.1.2 應用編程接口
7.2 系統調用的訪問手段
7.2.1 使用封裝函數
7.2.2 使用通用接口
7.2.3 使用內嵌匯編
7.3 系統調用的工作機制
7.3.1 系統調用的基本要素
7.3.2 系統調用門的初始化
7.3.3 系統調用的處理過程
7.4 系統調用的參數傳遞
7.4.1 少量參數的情況
7.4.2 大量參數的情況
7.5 如何添加新系統調用
7.5.1 前期準備工作
7.5.2 添加處理函數
7.5.3 測試新系統調用
7.6 什么是快速系統調用
7.6.1 工作機制
7.6.2 實現策略
7.6.3 處理過程
第8章 內核同步機制
8.1 同步基本原理
8.1.1 原子變量
8.1.2 中斷禁用
8.1.3 內核態搶占
8.2 系統引導過程分析
8.2.1 普通自旋鎖
8.2.2 讀寫自旋鎖
8.2.3 順序自旋鎖
8.3 信號量機制
8.3.1 普通信號量
8.3.2 讀寫信號量
8.4 其他同步機制
8.4.1 每處理器變量
8.4.2 RCU同步機制
附錄A Linux內核雙向鏈表
A.1 內核鏈表表頭
A.2 內核鏈表遍歷
A.3 內核鏈表遍歷
附錄B 跟蹤調試內核
B.1 安裝輔助工具
B.2 準備內核鏡像
B.3 準備根文件系統
B.4 進行源碼級調試
附錄C Linux內核匯編語法
C.1 常規匯編語法
C.1.1 寄存器前綴
C.1.2 立即數前綴
C.1.3 操作數順序
C.1.4 操作數寬度
C.1.5 內存尋址格式
C.2 內嵌匯編語法
C.2.1 內嵌匯編舉例
C.2.2 內嵌匯編格式——格式框架
C.2.3 內嵌匯編格式——語句模板
C.2.4 內嵌匯編格式——輸出列表
C.2.5 內嵌匯編格式——輸入列表
C.2.6 內嵌匯編格式——修飾字符
C.2.7 內嵌匯編格式——破壞描述
附錄D 參考文獻
D.1 關于IA32體系結構的資源
D.2 關于Linux內核的相關資源
D.3 關于計算機基本原理的資源
D.4 其他相關資源