Linux内核设计的艺术：图解Linux操作系统架构设计与实现原理（第2版） PDF

我是冬小麦你是夏水稻

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2 X4 Z6 r9 Y: H$ z4 S$ H/ `
2 E! V4 g1 L7 ~: q" {+ o编号：mudaima-P0194【Java吧 java8.com】


0 Y# |' ~: @* W& Q& F
9 E* d1 J+ o" ]" c, `Java电子书目录：

前言

# u; [. l: p9 F% U7 t  q% h

为什么写这本书

第1版与第2版的区别

- n7 d6 k/ m3 X! {  I

本书内容及特色

* X1 K6 p# g# U; z  H8 M" R) a( B

为什么本书选用Linux 0.11内核

; \( j3 R. l* y8 i/ K! ?

致谢

- ^, W* K$ k0 j

第1章 从开机加电到执行main函数之前的过程

1.1 启动BIOS，准备实模式下的中断向量表和中断服务程序

1.1.1 BIOS的启动原理

1.1.2 BIOS在内存中加载中断向量表和中断服务程序

; R- F' O; b  ^8 Q

1.2 加载操作系统内核程序并为保护模式做准备

7 n" V4 P/ W% {, B  u$ L+ J

1.2.1 加载第一部分内核代码——引导程序（bootsect）

1.2.2 加载第二部分内核代码——setup

1.2.3 加载第三部分内核代码——system模块

1.3 开始向32位模式转变，为main函数的调用做准备

1.3.1 关中断并将system移动到内存地址起始位置0x00000

1.3.2 设置中断描述符表和全局描述符表

& }3 C, x7 s# S/ A) ]

1.3.3 打开A20，实现32位寻址

7 @, ~( _8 i. S  \$ F0 }

1.3.4 为保护模式下执行head.s做准备

1.3.5 head.s开始执行

. G1 G* e9 _  k# i$ V$ J, q

1.4 本章小结

第2章 设备环境初始化及激活进程0

7 o+ H4 k2 M3 S( `

2.1 设置根设备[2]、硬盘

0 T8 }/ t3 z! I+ j& y5 s

2.2 规划物理内存格局，设置缓冲区、虚拟盘、主内存

9 X$ t5 L  b0 _* T( p

2.3 设置虚拟盘空间并初始化

+ m* p) i& Y9 }: w5 m- L* _- e

2.4 内存管理结构mem_map初始化

2.5 异常处理类中断服务程序挂接

2.6 初始化块设备请求项结构

' T" n5 M- b4 B  V# k# d9 b5 M7 }

2.7 与建立人机交互界面相关的外设的中断服务程序挂接

& W8 ~/ e% L/ ]2 B

2.7.1 对串行口进行设置

2.7.2 对显示器进行设置

! U+ g, T7 e+ Q& c7 c  b

2.7.3 对键盘进行设置

2.8 开机启动时间设置

& {+ k3 J2 S( h; q" U6 s) ?$ D# p  F+ z

2.9 初始化进程0

2.9.1 初始化进程0

5 v) X3 ?3 D% z9 P! s5 g) R

2.9.2 设置时钟中断

' x7 \" M- y# _5 ^9 T0 B3 B0 b2 @) @

2.9.3 设置系统调用总入口

1 n" c! k" X9 N2 c2 _% t; C

2.10 初始化缓冲区管理结构

2.11 初始化硬盘

2.12 初始化软盘

7 N: }  g! ?6 J/ I0 k, o  {, H

2.13 开启中断

2.14 进程0由0特权级翻转到3特权级，成为真正的进程

3 U3 Y+ f# ~$ {1 W/ ]' t& m

2.15 本章小结

2 T' g* U) V. q5 o  z

第3章 进程1的创建及执行

/ L! J# {+ h7 j& E+ M, O; a

3.1 进程1的创建

3.1.1 进程0创建进程1

; s$ A8 L! M6 u" `6 K

3.1.2 在task[64]中为进程1申请一个空闲位置并获取进程号

3.1.3 调用copy_process函数

3.1.4 设置进程1的分页管理

( h; U6 W4 l, I* `% T$ K( {

3.1.5 进程1共享进程0的文件

3.1.6 设置进程1在GDT中的表项

3.1.7 进程1处于就绪态

3.2 内核第一次做进程调度

3.3 轮转到进程1执行

3.3.1 进程1为安装硬盘文件系统做准备

3.3.2 进程1格式化虚拟盘并更换根设备为虚拟盘

6 @) ]+ p9 f) P& @! [% z

3.3.3 进程1在根设备上加载根文件系统

3.4 本章小结

2 D' N4 }( d2 t9 R2 J; Q# z& @

第4章 进程2的创建及执行

4.1 打开终端设备文件及复制文件句柄

4.1.1 打开标准输入设备文件

4.1.2 打开标准输出、标准错误输出设备文件

) M2 x9 S, v7 N9 N' I- D

4.2 进程1创建进程2并切换到进程2执行

8 d* K. }3 q$ l4 v1 u

4.3 加载shell程序

. `( {: M! s; Y9 Q! r1 I# F1 k8 h

4.3.1 关闭标准输入设备文件，打开rc文件

" C9 T, ?6 d; L

4.3.2 检测shell文件

4.3.3 为shell程序的执行做准备

5 o( q7 t$ A! u6 ]0 {3 Y) a1 W

4.3.4 执行shell程序

4.4 系统实现怠速

- W1 R9 f4 N( t% |7 X% H# \1 ?0 F

4.4.1 创建update进程

( ?  I( J8 k7 P$ s

4.4.2 切换到shell进程执行

4.4.3 重建shell

3 O2 K0 \3 J0 A

4.5 本章小结

5 X* C2 O" F' E8 C5 j. h

第5章 文件操作

5.1 安装文件系统

# `7 z; [) h& C  e

5.1.1 获取外设的超级块

" i. ]! r' e! k( ^- K3 z/ O

5.1.2 确定根文件系统的挂接点

5.1.3 将超级块与根文件系统挂接

7 N+ N( {( y2 d% J3 R: Q1 m

5.2 打开文件

5.2.1 将进程的*filp[20]与file_table[64]挂接

5.2.2 获取文件i节点

5.2.3 将文件i节点与file_table[64]挂接

5.3 读文件

1 X) o' U( O$ V; M) L

5.3.1 确定数据块在外设中的位置

5.3.2 将数据块读入缓冲块

3 z. i8 ]0 M, Z' E  D9 ~3 y" H( P+ H$ K

5.3.3 将缓冲块中的数据复制到进程空间

5.4 新建文件

5.4.1 查找文件

5.4.2 新建文件i节点

& p% P: H+ l5 D  D, ~) d

5.4.3 新建文件目录项

5.5 写文件

" J6 `- C3 R( u- V( I$ U& a

5.5.1 确定文件的写入位置

5.5.2 申请缓冲块

5.5.3 将指定的数据从进程空间复制到缓冲块

/ K4 @# X1 i% n& P, q9 q, I

5.5.4 数据同步到外设的两种方法

$ J6 o6 T4 e1 F% p2 I6 [+ G! m

5.6 修改文件

- A: _% y# r# z6 d7 i0 U

5.6.1 重定位文件的当前操作指针

5.6.2 修改文件

* ~  ]% Z+ Y$ x) ]4 x3 o

5.7 关闭文件

6 b9 u, r0 X: D3 j+ k9 ^" @- T

5.7.1 当前进程的filp与file_table[64]脱钩

- F; E' Y# Y! Z0 w; J

5.7.2 文件i节点被释放

5.8 删除文件

) B6 j4 m5 U$ Y

5.8.1 对文件的删除条件进行检查

5.8.2 进行具体的删除工作

* _1 K. K6 O- f6 n3 o) [

5.9 本章小结

) d# B, L' P2 L) r8 _& z3 R

第6章 用户进程与内存管理

6.1 线性地址的保护

. n% b# X" d' G0 q

6.1.1 进程线性地址空间的格局

2 u: R: G! v5 Z# w2 z7 K

6.1.2 段基址、段限长、GDT、LDT、特权级

* A; u, w5 j# }: v0 v' g

6.2 分页

6.2.1 线性地址映射到物理地址

6.2.2 进程执行时分页

6.2.3 进程共享页面

3 _$ H. u( L; s7 [# U* W

6.2.4 内核分页

6.3 一个用户进程从创建到退出的完整过程

6.3.1 创建str1进程

4 G0 u6 L# ~: z  j4 B! `/ i

6.3.2 str1进程加载的准备工作

6.3.3 str1进程的运行、加载

  H' ~* y  w: W) i0 D

6.3.4 str1进程的退出

6.4 多个用户进程同时运行

+ K  X- O! s6 E/ `, p

6.4.1 进程调度

6.4.2 页写保护

, X4 U, s9 F" o" M

6.5 本章小结

第7章 缓冲区和多进程操作文件

7.1 缓冲区的作用

7.2 缓冲区的总体结构

1 X) j, R- d( p! ]

7.3 b_dev、b_blocknr及request的作用

7.3.1 保证进程与缓冲块数据交互的正确性

7.3.2 让数据在缓冲区中停留的时间尽可能长

% w; E) u# S  q' [# Z/ H

7.4 uptodate和dirt的作用

7.4.1 b_uptodate的作用

7.4.2 b_dirt的作用

8 k' d  T4 H! [& }9 ?9 f+ C5 ~, c6 e

7.4.3 i_uptodate、i_dirt和s_dirt的作用

7.5 count、lock、wait、request的作用

7.5.1 b_count的作用

7.5.2 i_count的作用

7.5.3 b_lock、*b_wait的作用

, n) ^, i1 s6 @% F

7.5.4 i_lock、i_wait、s_lock、*s_wait的作用

7.5.5 补充request的作用

3 R; t* f4 G5 e* H8 {5 ^

7.6 实例1：关于缓冲块的进程等待队列

) |8 P- ~  u' y, ^

7.7 总体来看缓冲块和请求项

7.8 实例2：多进程操作文件的综合实例

7.9 本章小结

  m; s5 N' ]6 w; N% \

第8章 进程间通信

# o& V4 s& y" V9 k' ]) K

8.1 管道机制

8.1.1 管道的创建过程

: ^3 T0 y6 l( E2 g' i

8.1.2 管道的操作

8.2 信号机制

8.2.1 信号的使用

8.2.2 信号对进程执行状态的影响

8.3 本章小结

第9章 操作系统的设计指导思想

9.1 运行一个最简单的程序，看操作系统为程序运行做了哪些工作

9.2 操作系统的设计指导思想——主奴机制

* u5 I9 E( x: G# K

9.2.1 主奴机制中的进程及进程创建机制

3 B3 R# w) ?8 I5 X5 T1 O' s

9.2.2 操作系统的设计如何体现主奴机制

+ q8 P% m& ?  y' _" a- ~

9.3 实现主奴机制的三种关键技术

- R+ o% k2 K) ?9 }% ?4 e& i

9.3.1 保护和分页

9.3.2 特权级

9.3.3 中断

$ X9 A" e6 P0 Z. T

9.4 建立主奴机制的决定性因素——先机

0 V0 j5 C5 |% L6 Z; w0 d# d3 m

9.5 软件和硬件的关系

9.5.1 非用户进程——进程0、进程1、shell进程

* Z+ ~# M  y4 ?; x" r3 b

9.5.2 文件与数据存储

9.6 父子进程共享页面

1 a3 L5 h1 J: F& o6 _* |1 Q

9.7 操作系统的全局中断与进程的局部中断——信号

8 \' p, _0 R) ~* K

9.8 本章小结

结束语

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