Linux内核深度解析 PDF 电子书 X0151

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Java电子书：Linux内核深度解析   PDF 电子书 Java吧 java8.com

作者:余华兵出版社:人民邮电出版社出版时间:2019年05月
3 _" M. |9 D3 H/ X
! a9 w+ i; ?# r% W编号：166-Java吧资源免费-X0151【Java吧 java8.com】
/ H3 _  [5 T: ]. j9 @
) c, [. r: b. Y% h
; G% ~& @$ Y% n+ j
, d& K+ s7 J* X! L4 q8 l# u& q目录：
. w: [4 x% d9 V

第　1章 内核引导和初始化　1
  k* n' B* q7 {1 y) U4 B
" O$ ~  Q6 D5 ]! s& i1.1　到哪里读取引导程序　1

1.2　引导程序　1

( K! q8 ^7 S" K. x1.2.1　入口_start　1
5 L3 Z: j9 e. h% h3 W, O
1.2.2　标号reset　2

1.2.3　函数_main　4
' i3 h4 N# d, n  o  O
1.2.4　函数run_main_loop　6

1.3　内核初始化　8

1.3.1　汇编语言部分　8

" a* Z' Q0 ~% G* G0 s6 t1.3.2　C语言部分　11

1.3.3　SMP系统的引导　12

. |5 B- S  \. J1 R1.4　init进程　15

$ [" t5 F, K( e/ r* @2 K9 I第　2章 进程管理　17
  T+ H$ a$ N* q. E( E1 {
2.1　进程　17
4 b3 G$ T0 ~& ]2 a; \
# I2 O+ e4 ?9 \  T2 L2.2　命名空间　18

( V. v, q: t: V) ?1 ~" M2.3　进程标识符　20

0 u: L7 a5 F% K' `' X2.4　进程关系　21
5 }1 a  i) M- M
2 ]* @2 A+ ], O" O2.5　启动程序　23
6 u6 {! _, s! t2 G) ?$ I& r
3 i7 \! K2 H. S5 o2.5.1　创建新进程　23
7 u3 C" r* y# D4 p$ X( ~  I# G
! F7 j" n! h/ H2.5.2　装载程序　41
) E+ B" F8 x; k
2.6　进程退出　48
' g# w& i. S  ]* G6 ~  ]( C# Y
2.6.1　线程组退出　49
0 t' u; y$ c: ~5 F7 a4 w8 W1 t
2.6.2　终止进程　51

2.6.3　查询子进程终止原因　53

2.7　进程状态　55
5 e; O( f8 i9 W/ k* }; P" J
2.8　进程调度　55

2.8.1　调度策略　55

2.8.2　进程优先级　56
8 ]8 E: a& b9 o
2.8.3　调度类　57

2.8.4　运行队列　59
) N$ z% X" H8 _0 {4 e
* G" S4 u* E- r- K2.8.5　任务分组　60

- a- e- C4 F: {- v" l; i' ?2.8.6　调度进程　65

. S  S" P; K, x2.8.7　调度时机　75

. A- d8 m5 C* T, q1 W0 g2.8.8　带宽管理　85

+ w$ F! y: u+ v3 o; P2.9　SMP调度　93

2.9.1　进程的处理器亲和性　93

2.9.2　对调度器的扩展　96
: u" Y1 T/ S: c) }
. H# N- I( Q6 {/ s2.9.3　限期调度类的处理器负载均衡　96
; F" e6 A. y: d4 ~
2.9.4　实时调度类的处理器负载均衡　98
/ p" a: l( M+ n" l
) }" m& g% A+ H2.9.5　公平调度类的处理器负载均衡　99

+ e$ l& M* q! o6 i. Z; }2.9.6　迁移线程　108
. n$ f- F+ P  a
" a" d. ?! \( T, Y+ Y  I: c2.9.7　隔离处理器　110

2.10　进程的安全上下文　111
, }; u: s; Q' Z3 ~+ X. j& Y
+ `: b$ Y8 `' m; r* Z第3章　内存管理　113
5 l- x! x! l8 r; N
3.1　概述　113

3.2　虚拟地址空间布局　115
. X  }; [( O1 `& ?+ Q5 l) t) {( f8 V5 X
3.2.1　虚拟地址空间划分　115

3.2.2　用户虚拟地址空间布局　115
5 u8 N! N: c2 o+ X% U) Q
, {( @) p1 G* |' @3.2.3　内核地址空间布局　121
! x1 \8 E6 G7 r
3.3　物理地址空间　122
) |, s6 c: `1 O$ [! N, i/ E" [
6 C& q0 [0 v6 i+ N4 L' O3 f3.4　内存映射　124
3 y/ y1 O% ]8 l  V
5 ^, s' D5 u8 ]! S' q3.4.1　应用编程接口　125
8 g" C/ _8 o7 W) b' B$ X( f  ^6 F
3.4.2　数据结构　129
1 ?4 s3 v. t9 w: s% F  i
3.4.3　创建内存映射　133
% A9 r& p5 h& C# N; Y2 f7 V+ K
% [. s8 Q+ U+ m" X7 x% g3.4.4　虚拟内存过量提交策略　137
4 x4 o% I$ O% g0 J3 G0 Z) s
3.4.5　删除内存映射　139

6 E$ t0 S# q# Z; z6 D3.5　物理内存组织　140
5 X) R1 e7 E' `+ w8 J
3.5.1　体系结构　140

3.5.2　内存模型　140

3.5.3　三级结构　141

3.6　引导内存分配器　144

! {0 `/ Y) B' Z3.6.1　bootmem分配器　144
% s! W1 {- K* S: p
) f: ~+ N" Y" b1 M+ r" E3.6.2　memblock分配器　145

3.6.3　物理内存信息　148
, w  q* }0 K- g
3.7　伙伴分配器　151
+ s5 N2 i4 y8 a5 }* Q8 T2 ?
! y0 ^2 p7 J4 y0 y3.7.1　基本的伙伴分配器　151
1 h1 b, n2 r) k* L' _- O
" [" o7 H, k! E0 P! o$ ^3.7.2　分区的伙伴分配器　152

3.7.3　根据可移动性分组　158

$ L% m3 J* }2 Y3 V) o1 I3.7.4　每处理器页集合　162
* f  o9 W* T1 z4 t4 z
3.7.5　分配页　163

3.7.6　释放页　181
# m# h. B; H2 `( M7 \) Q+ q
3.8　块分配器　184
$ F3 k, t, J" j6 I5 K1 K
3.8.1　编程接口　185

3.8.2　SLAB分配器　186
& M; Q4 R* D' p+ H" x# s
6 v0 ~7 w1 y$ a4 ^3.8.3　SLUB分配器　197
9 T) L3 k( j3 A2 [: t
3.8.4　SLOB分配器　204
2 H2 R$ y7 H. h6 f$ u
3.9　不连续页分配器　207
( @! C, ?( t- _; x' |
3.9.1　编程接口　207
; ^8 T  f5 L- P, o$ I
3.9.2　数据结构　208
5 ?3 X9 y0 n- C- S# \0 h. C
3.9.3　技术原理　209
) K+ ]+ i) w1 D' o+ G
3.10　每处理器内存分配器　210
6 B% O2 H: ]3 @8 {* c- w! f
3.10.1　编程接口　210

3.10.2　技术原理　212

8 w3 g) b$ R+ J+ _9 @2 ~6 y3.11　页表　219

5 g0 p, T0 X/ S* q! Q8 L3.11.1　统一的页表框架　219

: a$ W$ D( p7 S* N8 G& l/ w3.11.2　ARM64处理器的页表　222
7 m* x5 K/ g, A# f' V1 W& F) K
3.12　页表缓存　226

; r3 ^* _! `" g3.12.1　TLB表项格式　226

/ o8 H0 |* X9 }3 r8 r0 T3.12.2　TLB管理　226
2 Q$ h0 d2 K6 y$ Q
: _7 A/ H# C$ i8 ]* O7 c3.12.3　地址空间标识符　228
7 b7 `) K6 x) m; N
3.12.4　虚拟机标识符　232
5 k' y( `' ?* c2 [- K
6 i. O2 J( V2 M3.13　巨型页　233
+ d8 H  J! b# Q, ^4 _
( k; s) \) ^' H8 S7 U; x$ w$ c3.13.1　处理器对巨型页的支持　233

, Z, ^+ K& D, ^5 n1 L3.13.2　标准巨型页　235
- s1 c5 \4 r- p7 R* }: l4 R$ g
3.13.3　透明巨型页　245

  b$ {4 x: b0 g1 m0 B- i3.14　页错误异常处理　257
8 n- |! T9 d, n2 G
6 r7 y  x3 j6 t, V1 ^0 }' D3.14.1　处理器架构特定部分　257
2 r- X- m" d3 D  H4 g+ U0 k
3.14.2　用户空间页错误异常　266
9 U* q- p8 O: S: h, f: ^6 ~
3.14.3　内核模式页错误异常　283

3.15　反碎片技术　288
: m6 O" M6 X4 N
/ E" F* |$ c- d# X" A* c3.15.1　虚拟可移动区域　289
  k8 l# j2 \3 Y  \! A
$ z& ?1 H& u" G$ V$ X" c1 e5 s3.15.2　内存碎片整理　291
$ q- c$ l& b# T' ~5 G
3.16　页回收　309

3.16.1　数据结构　310

7 V8 J4 p  c! Y3.16.2　发起页回收　317
. i" l' ?8 J5 ?: U. C% O# u# o
3.16.3　计算扫描的页数　320
. L+ H/ i* }) b" b+ _  v4 r
! m7 v6 O' ^) a  L" ]$ n' e5 q3.16.4　收缩活动页链表　321

- S0 k0 F7 r) H3.16.5　回收不活动页　323
- T2 b& W- ?8 J' u6 G8 q5 B
3.16.6　页交换　325
. b" n) L7 q  W$ H
3.16.7　回收slab缓存　335
+ q% @! j$ t0 |- `% E% A
3.17　内存耗尽杀手　338

$ ]( w) M- V$ X% F3.17.1　使用方法　338
$ o& C0 f9 w) ^
) o' K! t& d& O+ Y7 d6 h3.17.2　技术原理　338

3.18　内存资源控制器　340
1 s5 V3 p, B+ \+ L$ _) S8 E
# N' |7 g1 _% b/ H: i+ X3.18.1　使用方法　340

3.18.2　技术原理　344

8 t% d$ u& n4 P/ [2 z1 m3.19　处理器缓存　370
2 y+ [. x8 y0 [9 f1 m7 W
/ P& C7 [" n$ O: \2 U3.19.1　缓存结构　370

/ T$ y& p6 p6 c( T3.19.2　缓存策略　372
- g0 u. M' o9 r$ X4 }  [
3.19.3　缓存维护　374

3.19.4　SMP缓存一致性　378

3.19.5　利用缓存提高性能的编程技巧　383
, o9 `2 w6 p# ^0 c
3.20　连续内存分配器　384

8 Y2 x1 ~2 Z8 y  b! Z3.20.1　使用方法　385

- W: k$ A+ |1 e, [1 ~3.20.2　技术原理　386

3.21　userfaultfd　391
1 S2 v/ @# \" |- L% t& w  j
6 F1 \) \) }- v3 c: m! V3.21.1　使用方法　391
( K( J  W3 D: i1 K1 V2 e
  Q" i# B+ x* i7 P3.21.2　技术原理　395
% B/ ^- R9 G, U& D( K7 \6 x& u% F
3.22　内存错误检测工具KASAN　401

. J5 _% G$ ?# k, T8 z% a6 X3.22.1　使用方法　401

3.22.2　技术原理　402

第4章　中断、异常和系统调用　403
  R0 I9 y# m8 a& f, X: f+ I3 d
4.1　ARM64异常处理　403

4.1.1　异常级别　403

4.1.2　异常分类　404

1 b, T. t: w) m( {# p4.1.3　异常向量表　405
) a5 V' K! C" _. E
8 M# t' b& ?# s$ n& }. z/ X4.1.4　异常处理　407

7 ?. L! \4 W% n' t* y6 C( Y% O. W5 b2 k4.2　中断　411
/ Z4 C( A/ s& S
4.2.1　中断控制器　412

4.2.2　中断域　413

4.2.3　中断控制器驱动初始化　415
. \' L4 G" ?  R0 i
4.2.4　Linux中断处理　422
: j' V0 b8 [; f' g  h
) u  O4 `8 {* C# E& a4.2.5　中断线程化　428
* C3 V- P$ G) }# h% |% k7 Z
4.2.6　禁止/开启中断　430
+ S) e" \( d7 g! Z6 B
' ^- B& ~) r. d5 `) v4.2.7　禁止/开启单个中断　431
9 v# o$ k. U% q' S8 ^$ ]& r, K4 n
4.2.8　中断亲和性　431
) n" m6 f5 A2 a$ A
1 z- h/ {% b, X  `, M4.2.9　处理器间中断　432

4.3　中断下半部　434
0 Z) u( v# X* K
4.3.1　软中断　435
( U7 l+ p* A/ _' F) ~
4.3.2　小任务　441

4.3.3　工作队列　444

4.4　系统调用　457

1 l4 w/ U5 T$ {7 X$ O' i$ u4.4.1　定义系统调用　457

9 {' `! A7 V1 T8 r# I; A* e6 R8 m! q4.4.2　执行系统调用　459

第5章　内核互斥技术　463

5.1　信号量　464

5.2　读写信号量　465

; Y' J# E, Z' L9 r8 ^5.3　互斥锁　466

5.4　实时互斥锁　467

" j( Y9 U7 n! {2 n& X3 n# X- ~3 h3 M5.5　原子变量　468
9 R  a* e2 f: N& N  o
  q; g( r) J6 L5.6　自旋锁　472

7 a  [- z* N1 Y4 ?3 r" V. f5.7　读写自旋锁　476

5.8　顺序锁　478
/ R$ n; z# F. a' k& s
5.8.1　完整版的顺序锁　479

, W$ |* ^" N- o# Z5.8.2　只提供序列号的顺序锁　481
$ {" r  m0 y/ D* w. T7 U# p
5.9　禁止内核抢占　482
  e) E7 w4 P& P, K2 h  `- i  ^  v( N
5.10　进程和软中断互斥　483

8 q/ z% E4 p% {) N7 Q: a+ S* Q; @5.11　进程和硬中断互斥　483

5.12　每处理器变量　484
% c  ^- }# C( z8 T/ D' C
5.12.1　静态每处理器变量　484
6 P6 b5 n- Q: a( k: r" E
5.12.2　动态每处理器变量　484
' q4 E3 H  g1 Y6 J' P
+ c, i, `# |# ?; V% W/ ^1 p5.12.3　访问每处理器变量　485
  p& R% u8 ?. J5 F5 K, x
) ~' A; g, t5 o2 e; f; M: ~5.13　每处理器计数器　485
& ^2 G5 w$ e5 d4 P8 I9 L
5.14　内存屏障　487
' G" z# r1 ~. F7 u1 t
5.14.1　编译器屏障　488

5.14.2　处理器内存屏障　489

5.14.3　MMIO写屏障　492
  i( `; K  l- g7 Q5 Q' E
" ?5 n7 e) w5 |; b5.14.4　隐含内存屏障　493
* `8 f) a; @1 Y# n' Z# U0 {# \
4 ^" `% }, l7 V8 C1 Z! h5.14.5　ARM64处理器内存屏障　493

5.15　RCU　495

5.15.1　使用方法　496
$ K6 Q% [* r, u( [6 y0 W1 x5 ^$ ?
2 X# x1 o: R* \8 ], x5.15.2　技术原理　504
9 |# r& F2 O1 p
1 N; n, V6 g7 d( P5.16　可睡眠RCU　533
) M/ g5 g3 p+ n5 e
5.16.1　使用方法　533
. @0 l: Z$ J& o+ D/ ^
, X; i. w/ i6 V- ?/ c5.16.2　技术原理　534
4 f+ A4 h" T* v
5.17　死锁检测工具lockdep　542

1 l$ k6 f  M- }$ ^$ |; b- W5.17.1　使用方法　543
" V: W0 [/ d4 {8 N1 b
: v) g: y& k; a$ z& l- ^- c5.17.2　技术原理　543
' P& W' I. G* ^: t6 l
* e# z& u6 L. c1 @6 e2 b6 d第6章　文件系统　548

6.1　概述　548

6.1.1　用户空间层面　549

/ v, Z6 w+ V: }# j# J# k" G( E6.1.2　硬件层面　549

4 Q, F- C1 k0 C* ^! }3 g3 F; B( k5 T6.1.3　内核空间层面　550

/ n2 \; l; q% n& f! ]* C6.2　虚拟文件系统的数据结构　552
3 U( `) H( X* V! L1 z4 g
6.2.1　超级块　552
6 D' y3 ^6 j! U8 D: C6 K
/ w( b& I# H; Q& Z! X4 [6.2.2　挂载描述符　554

7 D3 ]9 b1 L4 s" |$ w! z. [. C  A6.2.3　文件系统类型　555

6.2.4　索引节点　556

6.2.5　目录项　559

6.2.6　文件的打开实例和打开文件表　561

6.3　注册文件系统类型　563

6.4　挂载文件系统　564
) t3 I; a2 \& y" a1 U
: K8 ]* N, E# O7 K6.4.1　系统调用mount　566
! y. S3 ^% R6 j. V% H
6.4.2　绑定挂载　567
% M" V" b2 L0 r: E! n
6.4.3　挂载命名空间　568
: r8 d6 E( t! `: I: t
7 H( G% l/ I$ H/ V( ~5 Y8 E6.4.4　挂载根文件系统　574

8 R8 k2 ?- F$ q+ _7 ^/ b6.5　打开文件　580
' j- g( p& K9 a  O( W
6.5.1　编程接口　580

6.5.2　技术原理　582

& i. u+ T: ~$ p( q6.6　关闭文件　591

3 e) U; I9 ?8 f( i% w& Q6.7　创建文件　593

6.7.1　使用方法　593
) `" E& P3 ?7 N, `
; p5 X( Z& @4 r2 k6.7.2　技术原理　594

6.8　删除文件　595
/ U3 w  w# y5 J4 m
6.8.1　使用方法　595

6.8.2　技术原理　595
) J7 ]2 @$ G9 b
. N4 {$ d- W/ R4 l) p6.9　设置文件权限　597

6.9.1　使用方法　597
# J. A$ B1 V2 A- Y) O
% B* }! L2 w3 g. \3 y6.9.2　技术原理　598
5 D( F" I5 I6 w$ z4 h
6.10　页缓存　599
' d& n0 l: _) t, U  {
6.10.1　地址空间　600

4 s- x% Z7 {; ]( ^" A) `6.10.2　基数树　601
" }% g% f! O. ~
6 T2 E2 G0 H! O6.10.3　编程接口　602

  y" l; x0 ~4 n5 ?; Q" h6.11　读文件　602
. X1 f3 h% o# T+ y. p5 r* K8 V
6.11.1　编程接口　602
* P7 J* U& M( Q# F5 c; s5 X( r! Y; {
2 _% W6 P# G7 I" v& u% e/ e6.11.2　技术原理　603
9 q# C. Y& w3 N" s4 F5 g
6.12　写文件　606
. q2 c& i0 [# G. _1 E+ a! [
6.12.1　编程接口　606

6.12.2　技术原理　607
- Z. w0 w0 @0 G: `: W/ _3 x
6.13　文件回写　610
( r( S* P7 |$ Z+ r; E) j1 g
4 b( {' H* Q# A7 v; ]6.13.1　编程接口　610
3 s$ ~+ L; Z9 k8 m7 e& u
6.13.2　技术原理　610
! |( I2 ~" C7 O% T$ e& Z0 k+ M
! |/ L: [8 ^9 R3 ]1 ~5 R0 z1 e6.14　DAX　618
4 N8 S; d5 p  b& `java8.com
& y0 U8 y) G6 a8 t7 o3 A6.14.1　使用方法　618
( M! v# W8 M# \2 ?$ n
$ D, d3 e9 j; g6.14.2　技术原理　618

6.15　常用的文件系统类型　621
% m; F  q# a, O
结束语　622
2 L0 R3 ?" Z7 X% x$ g

1 P. w  A1 o. Z. u- r4 ?+ q

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