Linux內核源代碼

第1章 Linux操作系統(tǒng)概述 
1.1 Linux的歷史 
1.2 Linux開發(fā)過程
1.3 Linux的現(xiàn)狀 
1.3.1 RedHat 6.0 （http://www.redhat.com） 
1.3.2 Slackware 3.4 （http://www.cdrom.com）
1.3.3 Debian 1.3.1 （http://www.debian.org）
1.3.4 SuSE Linux 5.2 （http://www.suse.com）
1.3.5 Turbo Linux 4.0 簡體中文標準版10CD 
1.3.6 紅旗Linux 
1.4 分析內核的意義 
1.4.1 開發(fā)“自己的”操作系統(tǒng) 
1.4.2 開發(fā)高水平軟件 
1.4.3 計算機科學的教學和科研 
1.5 小結與練習 
1.5.1 小結 
1.5.2 習題與思考 
第2章 內核體系結構概述
2.1 內核設計目標 
2.1.1 清晰性 
2.1.2 兼容性 
2.1.3 可移植性
2.1.4 健壯性和安全性 
2.1.5 速度 
2.2 內核體系結構初識 
2.3 內核體系結構的深入了解 
2.4 Linux 內核的類型 
2.4.1 層次（Layer） 
2.4.2 Linux內核類型 
2.5 了解Linux內核源代碼 
2.5.1 內核源代碼結構 
2.5.2 體系結構相關和體系結構無關的代碼 
2.6 Linux內核源代碼的部分特點 
2.6.1 gcc特性的使用 
2.6.2 內核代碼習慣用語 
2.6.3 減少#if和#ifdef的使用 
2.7 代碼樣例 
2.7.1 printk函數(shù) 
2.7.2 等待隊列 
2.7.3 內核模塊 
2.8 配置與編譯內核 
2.8.1 配置內核 
2.8.2 構建內核 
2.8.3 備份的重要性 
2.8.4 發(fā)布改進 
2.8.5 多版本的內核代碼 
2.9 小結與練習 
2.9.1 小結 
2.9.2 習題與思考 
第3章 系統(tǒng)初始化 
3.1 初始化流程 
3.1.1 系統(tǒng)加電或復位 
3.1.2 BIOS啟動 
3.1.3 Boot Loader 
3.1.4 操作系統(tǒng)內核的初始化 
3.2 初始化的任務 
3.2.1 處理器對初始化的影響 
3.2.2 其他硬件設備對初始化的影響 
3.3 操作系統(tǒng)的初始化 
3.3.1 引導PC機（BIOS啟動和LILO引導） 
3.3.2 準備Linux內核 
3.3.3 初始化Linux內核
3.3.4 Bogo MIPS
3.3.5 分析內核選項 
3.4 init進程 
3.5 本章代碼 
3.6 小結與練習
3.6.1 小結 
3.6.2 習題與思考 
第4章 進程 
4.1 進程在內核中的表示方法 
4.2 進程的狀態(tài) 
4.3 引用計數(shù) 
4.4 優(yōu)先級 
4.5 創(chuàng)建進程
4.5.1 fork和__clone 
4.5.2 分配PID 
4.5.3 進程的運行 
4.6 進程調度 
4.6.1 調度策略
4.6.2 調度函數(shù)
4.6.3 計算goodness值 
4.6.4 非實時優(yōu)先級 
4.6.5 實時優(yōu)先級 
4.7 遵守限制 
4.7.1 權能 
4.7.2 用戶ID和組ID 
4.7.3 資源限制 
4.8 進程的結束 
4.8.1 exit函數(shù)組
4.8.2 wait函數(shù)組
4.9 本章代碼 
4.10 小結與練習 
4.10.1 小結 
4.10.2 習題與思考 
第5章 中斷和中斷處理 
5.1 硬件基礎 
5.1.1 可編程中斷控制器 
5.1.2 初始化中斷處理數(shù)據(jù)結構 
5.1.3 中斷處理任務 
5.2 中斷及其有關數(shù)據(jù)結構 
5.2.1 中斷和中斷請求IRQ 
5.2.2 數(shù)據(jù)結構 
5.3 初始化中斷請求 
5.4 中斷處理 
5.5 本章代碼 
5.6 小結與練習
5.6.1 小結 
5.6.2 習題與思考 
第6章 系統(tǒng)調用 
6.1 什么是系統(tǒng)調用 
6.2 基本原理 
6.3 系統(tǒng)調用的初始化 
6.3.1 在處理系統(tǒng)調用時使用“陷阱門”的原因 
6.3.2 利用“陷阱門”完成向高特權級（內核）切換 
6.3.3 “陷阱門”特權切換時堆棧的變化 
6.4 如何激活系統(tǒng)調用 
6.4.1 system_call函數(shù)
6.4.2 lcall7函數(shù) 
6.5 系統(tǒng)調用樣例 
6.5.1 sys_ni_syscal函數(shù) 
6.5.2 sys_time函數(shù) 
6.5.3 sys_reboot 
6.5.4 sys_sysinfo函數(shù) 
6.6 本章代碼 
6.7 小結與練習
6.7.1 小結 
6.7.2 習題與思考 
第7章 內存管理 
7.1 虛擬內存 
7.1.1 虛擬內存的抽象模型 
7.1.2 交換和分頁 
7.1.3 地址空間 
7.1.4 內存管理單元（MMU） 
7.1.5 頁目錄和頁表 
7.1.6 轉換后備緩存 
7.1.7 段 
7.2 進程的內存組織 
7.2.1 struct vm_area_struct 
7.2.2 struct vm_operations_struct 
7.2.3 struct mm_struct 
7.2.4 VMA的操作 
7.3 分頁 
7.3.1 頁面保護詳述 
7.3.2 寫拷貝 
7.3.3 頁面錯誤
7.3.4 頁面調出
7.4 交換設備 
7.4.1 get_swap_page函數(shù) 
7.4.2 swap_free函數(shù) 
7.4.3 sys_swapoff函數(shù)
7.4.4 sys_swapon函數(shù) 
7.5 內存映射mmap 
7.5.1 do_mmap函數(shù)
7.5.2 merge_segments函數(shù) 
7.5.3 do_munmap函數(shù) 
7.5.4 unmap_fixup函數(shù)
7.6 用戶空間和內核空間的動態(tài)內存 
7.6.1 brk 
7.6.2 vmalloc和vfree 
7.7 主存儲器信息轉儲 
7.8 緩存和刷新機制 
7.8.1 linux使用的緩存 
7.8.2 緩沖區(qū)高速緩存 
7.9 內存的初始化 
7.9.1 內存的初始化過程 
7.9.2 進入用戶模式 
7.10 本章代碼 
7.11 小結與練習
7.11.1 小結 
7.11.2 習題與思考 
第8章 虛擬文件系統(tǒng) 
8.1 概述 
8.2 VFS中的重要數(shù)據(jù)結構 
8.2.1 VFS的超級塊 
8.2.2 VFS的索引節(jié)點
8.2.3 與進程聯(lián)系的三個結構 
8.2.4 有關操作的數(shù)據(jù)結構 
8.3 高速緩存 
8.3.1 塊高速緩存 
8.3.2 索引節(jié)點高速緩存 
8.3.3 目錄高速緩存 
8.4 文件系統(tǒng)的注冊、安裝與卸載 
8.4.1 文件系統(tǒng)的注冊 
8.4.2 文件系統(tǒng)的安裝 
8.4.3 文件系統(tǒng)的卸載 
8.5 限額機制 
8.6 文件系統(tǒng)的系統(tǒng)調用 
8.6.1 open系統(tǒng)調用 
8.6.2 read系統(tǒng)調用 
8.6.3 fcntl系統(tǒng)調用
8.7 本章代碼 
8.8 小結與練習
8.8.1 小結 
8.8.2 習題與思考 
第9章 EXT2文件系統(tǒng) 
9.1 基本概念 
9.1.1 一組字節(jié)到邏輯塊的映射 
9.1.2 邏輯塊到物理塊的映射 
9.2 EXT2的磁盤布局和數(shù)據(jù)結構
9.2.1 EXT2的磁盤布局 
9.2.2 EXT2 超級塊 
9.2.3 EXT2索引節(jié)點
9.2.4 EXT2 組描述符
9.2.5 位圖 
9.2.6 索引節(jié)點表及舉例 
9.2.7 EXT2 目錄 
9.2.8 在一個 EXT2 文件系統(tǒng)中查找一個文件 
9.2.9 在 EXT2 文件系統(tǒng)中改變一個文件的大小
9.3 文件的訪問權限和安全 
9.4 連接文件 
9.5 錯誤處理 
9.6 分配策略 
9.6.1 分配新塊的算法 
9.6.2 分配新的索引節(jié)點的算法 
9.7 本章代碼 
9.8 小結與練習
9.8.1 小結 
9.8.2 習題與思考 
第10章 進程間通信 
10.1 管道（pipe） 
10.1.1 Linux管道機制的實現(xiàn) 
10.1.2 管道的應用 
10.1.3 命名管道（FIFO） 
10.2 System V IPC機制 
10.2.1 消息隊列 
10.2.2 信號量 
10.3 共享內存 
10.4 信號 
10.4.1 信號的引入 
10.4.2 信號掩碼 
10.4.3 系統(tǒng)調用 
10.4.4 進程與信號的關系 
10.5 本章代碼 
10.6 小結與練習
10.6.1 小結 
10.6.2 習題與思考 
第11章 設備驅動 
11.1 Linux的設備管理 
11.1.1 I/O軟件 
11.1.2 設備驅動程序 
11.1.3 Linux驅動程序的幾個通用函數(shù) 
11.2 中斷 
11.2.1 硬件對中斷的支持 
11.2.2 Linux對中斷的管理
11.2.3 Linux對中斷的處理
11.3 塊設備驅動程序 
11.3.1 塊設備驅動程序的登記 
11.3.2 塊設備基于緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)交換 
11.3.3 RAM盤驅動程序的實現(xiàn) 
11.3.4 硬盤驅動程序的實現(xiàn) 
11.4 字符設備驅動程序 
11.4.1 字符設備的注冊 
11.4.2 工作內存 
11.4.3 基本入口點
11.5 網(wǎng)絡設備的初始化 
11.6 本章代碼 
11.7 小結與練習
11.7.1 小結 
11.7.2 習題與思考 
第12章 網(wǎng)絡 
12.1 概述 
12.1.1 Linux的網(wǎng)絡層次結構 
12.1.2 面向對象的設計方法實現(xiàn)網(wǎng)絡層次 
12.2 網(wǎng)絡協(xié)議 
12.2.1 網(wǎng)絡參考模型 
12.2.2 TCP／IP協(xié)議工作原理及數(shù)據(jù)流 
12.2.3 Internet協(xié)議 
12.3 套接字（socket）
12.3.1 套接字在網(wǎng)絡中的地位和作用 
12.3.2 套接字接口的種類 
12.3.3 套接字的工作原理 
12.3.4 socket的通信過程 
12.3.5 socket為用戶提供的系統(tǒng)調用 
12.4 套接字緩沖區(qū)（sk_buff） 
12.4.1 套接字緩沖區(qū)的特點 
12.4.2 套接字緩沖區(qū)操作基本原理 
12.4.3 sk_buff數(shù)據(jù)結構的核心內容
12.4.4 套接字緩沖區(qū)提供的函數(shù) 
12.4.5 套接字緩沖區(qū)的上層支持例程 
12.5 網(wǎng)絡設備接口 
12.5.1 基本結構 
12.5.2 命名規(guī)則 
12.5.3 設備注冊 
12.5.4 網(wǎng)絡設備數(shù)據(jù)結構 
12.5.5 支持函數(shù) 
12.6 本章代碼 
12.7 小結與練習
12.7.1 小結 
12.7.2 習題與思考 
第13章 多對稱處理 
13.1 并行程序設計概念及其原語 
13.1.1 原子操作 
13.1.2 test-and-set原語 
13.1.3 信號量 
13.1.4 自旋鎖 
13.2 APIC和CPU-TO-CPU通信 
13.3 SMP對內核的影響 
13.3.1 對調度的影響 
13.3.2 smp_local_timer_interrupt函數(shù) 
13.3.3 lock_kernel函數(shù)和unlock_kernel函數(shù) 
13.3.4 softirq_trylock函數(shù) 
13.3.5 cli宏和sti宏 
13.3.6 irq_enter函數(shù)和irq_exit函數(shù) 
13.4 本章代碼 
13.5 小結與練習
13.5.1 小結 
13.5.2 習題與思考 
附錄 部分習題參考答案