Linux内核 前言 第1章 硬件基础与软件基础 6 1.1 硬件基础 6 1.1.1 CPU 7 1.1.2 存储器 8 1.1.3 总线 8 1.1.4 控制器和外设 8 1.1.5 地址空间 9 1.1.6 时钟 9 1.2 软件基础 9 1.2.1 计算机语言 9 1.2.2 什么是操作系统 11 1.2.3 内核数据结构 13 第2章 内存管理 15 2.1 虚拟内存抽象模型 15 2.1.1 请求调页 17 2.1.2 交换 17 2.1.3 共享虚拟内存 18 2.1.4 物理寻址模式和虚拟寻址模式 18 2.1.5 访问控制 18 2.2 高速缓存 19 2.3 Linux页表 20 2.4 页分配和回收 21 2.4.1 页分配 22 2.4.2 页回收 22 2.5 内存映射 22 2.6 请求调页 23 2.7 Linux页缓存 24 2.8 页换出和淘汰 25 2.8.1 减少缓冲区和页缓存大小 25 2.8.2 换出System V共享内存页 26 2.8.3 换出和淘汰页 27 2.9 交换缓存 27 2.10 页换入 28 第3章 进程 29 3.1 Linux进程 29 3.2 标识符 31 3.3 调度 32 3.4 文件 34 3.5 虚拟内存 35 3.6 创建进程 36 3.7 时间和定时器 37 3.8 执行程序 38 3.8.1 ELF 39 3.8.2 脚本文件 40 第4章 进程间通信机制 41 4.1 信号机制 41 4.2 管道 42 4.3 套接字 44 4.3.1 System V的进程间通信机制 44 4.3.2 消息队列 44 4.3.3 信号量 45 4.3.4 共享存储区 47 第5章 PCI 49 5.1 PCI的地址空间 49 5.2 PCI配置头 50 5.3 PCI的I/O和存储地址空间 51 5.4 PCI-ISA桥 51 5.5 PCI-PCI 桥 51 5.5.1 PCI-PCI桥：PCI I/O和存储地址 空间的窗口 51 5.5.2 PCI-PCI桥：PCI配置周期和PCI 总线编号 52 5.6 Linux PCI初始化 53 5.6.1 Linux内核PCI数据结构 53 5.6.2 PCI设备驱动程序 53 5.6.3 PCI的BIOS函数 56 5.6.4 PCI修正过程 57 第6章 中断处理与设备驱动程序 60 6.1 中断与中断处理 60 6.1.1 可编程中断控制器 61 6.1.2 初始化中断处理数据结构 61 6.1.3 中断处理 62 6.2 设备驱动程序 63 6.2.1 测试与中断 64 6.2.2 直接存储器访问(DMA) 65 6.2.3 存储器 66 6.2.4 设备驱动程序与内核的接口 66 6.2.5 硬盘 69 6.2.6 网络设备 74 第7章 文件系统 77 7.1 第二个扩展文件系统EXT2 78 7.1.1 EXT2系统的inode节点 79 7.1.2 EXT2系统的超级块 80 7.1.3 EXT2系统的组描述符 80 7.1.4 EXT2系统的目录 81 7.1.5 在EXT2文件系统中查找文件 81 7.1.6 在EXT2文件系统中改变文件 的大小 82 7.2 虚拟文件系统 83 7.2.1 VFS文件系统的超级块 84 7.2.2 VFS文件系统的inode节点 84 7.2.3 注册文件系统 85 7.2.4 装配文件系统 85 7.2.5 在虚拟文件系统中查找文件 87 7.2.6 卸载文件系统 87 7.2.7 VFS文件系统的inode缓存 87 7.2.8 目录缓存 88 7.3 缓冲区缓存 88 7.3.1 bdflush内核守护进程 90 7.3.2 update进程 90 7.4 /proc文件系统 91 7.5 特殊设备文件 91 第8章 网络 92 8.1 TCP/IP网络概述 92 8.2 Linux中的TCP/IP网络层次结构 95 8.3 BSD套接字接口 96 8.4 INET的套接字层 97 8.4.1 创建BSD套接字 98 8.4.2 为INET BSD Socket绑定地址 99 8.4.3 建立INET BSD Socket连接 99 8.4.4 INET BSD Socket侦听 100 8.4.5 接受连接请求 100 8.5 IP层 100 8.5.1 套接字缓冲区 100 8.5.2 接收IP报文 101 8.5.3 发送IP报文 102 8.5.4 数据分片 102 8.6 地址解析协议 103 8.7 IP路由 104 第9章 内核机制与模块 107 9.1 内核机制 107 9.1.1 Bottom Half控制 107 9.1.2 任务队列 108 9.1.3 定时器 109 9.1.4 等待队列 110 9.1.5 自旋锁 110 9.1.6 信号量 110 9.2 模块 111 9.2.1 模块载入 112 9.2.2 模块卸载 113 第10章 处理器 115 10.1 X86 115 10.2 ARM 115 10.3 Alpha AXP处理器 115 第11章 Linux内核源代码 117 11.1 怎样得到Linux内核源码 117 11.2 内核源码的编排 117 11.3 从何处看起 118 第12章 Linux数据结构 120 附录A 有用的Web和FTP站点 138 附录B 词汇表 139 Linux页表 20 2.4 页分配和回收 21 2.4.1 页分配 22 2.4.2 页回收 22 2.5 内存映射 22 2.6 请求调页 23 2.7 Linux页缓存 24 2.8 页换出和淘汰 25 2.8.1 减少缓冲区和页缓存大小 25 2.8.2 换出System V共享内存页 26 2.8.3 换出和淘汰页 27 2.9 交换缓存 27 2.10 页换入 28 第3章 进程 29 3.1 Linux进程 29 3.2 标识符 31 3.3 调度 32 3.4 文件 34 3.5 虚拟内存 35 3.6 创建进程 36 3.7 时间和定时器 37 3.8 执行程序 38 3.8.1 ELF 39 3.8.2 脚本文件 40 第4章 进程间通信机制 41 4.1 信号机制 41 4.2 管道 42 4.3 套接字 44 4.3.1 System V的进程间通信机制 44 4.3.2 消息队列 44 4.3.3 信号量 45 4.3.4 共享存储区 47 第5章 PCI 49 5.1 PCI的地址空间 49 5.2 PCI配置头 50 5.3 PCI的I/O和存储地址空间 51 5.4 PCI-ISA桥 51 5.5 PCI-PCI 桥 51 5.5.1 PCI-PCI桥：PCI I/O和存储地址 空间的窗口 51 5.5.2 PCI-PCI桥：PCI配置周期和PCI 总线编号 52 5.6 Linux PCI初始化 53 5.6.1 Linux内核PCI数据结构 53 5.6.2 PCI设备驱动程序 53 5.6.3 PCI的BIOS函数 56 5.6.4 PCI修正过程 57 第6章 中断处理与设备驱动程序 60 6.1 中断与中断处理 60 6.1.1 可编程中断控制器 61 6.1.2 初始化中断处理数据结构 61 6.1.3 中断处理 62 6.2 设备驱动程序 63 6.2.1 测试与中断 64 6.2.2 直接存储器访问(DMA) 65 6.2.3 存储器 66 6.2.4 设备驱动程序与内核的接口 66 6.2.5 硬盘 69 6.2.6 网络设备 74 第7章 文件系统 77 7.1 第二个扩展文件系统EXT2 78 7.1.1 EXT2系统的inode节点 79 7.1.2 EXT2系统的超级块 80 7.1.3 EXT2系统的组描述符 80 7.1.4 EXT2系统的目录 81 7.1.5 在EXT2文件系统中查找文件 81 7.1.6 在EXT2文件系统中改变文件 的大小 82 7.2 虚拟文件系统 83 7.2.1 VFS文件系统的超级块 84 7.2.2 VFS文件系统的inode节点 84 7.2.3 注册文件系统 85 7.2.4 装配文件系统 85 7.2.5 在虚拟文件系统中查找文件 87 7.2.6 卸载文件系统 87 7.2.7 VFS文件系统的inode缓存 87 7.2.8 目录缓存 88 7.3 缓冲区缓存 88 7.3.1 bdflush内核守护进程 90 7.3.2 update进程 90 7.4 /proc文件系统 91 7.5 特殊设备文件 91 第8章 网络 92 8.1 TCP/IP网络概述 92 8.2 Linux中的TCP/IP网络层次结构 95 8.3 BSD套接字接口 96 8.4 INET的套接字层 97 8.4.1 创建BSD套接字 98 8.4.2 为INET BSD Socket绑定地址 99 8.4.3 建立INET BSD Socket连接 99 8.4.4 INET BSD Socket侦听 100 8.4.5 接受连接请求 100 8.5 IP层 100 8.5.1 套接字缓冲区 100 8.5.2 接收IP报文 101 8.5.3 发送IP报文 102 8.5.4 数据分片 102 8.6 地址解析协议 103 8.7 IP路由 104 第9章 内核机制与模块 107 9.1 内核机制 107 9.1.1 Bottom Half控制 107 9.1.2 任务队列 108 9.1.3 定时器 109 9.1.4 等待队列 110 9.1.5 自旋锁 110 9.1.6 信号量 110 9.2 模块 111 9.2.1 模块载入 112 9.2.2 模块卸载 113 第10章 处理器 115 10.1 X86 115 10.2 ARM 115 10.3 Alpha AXP处理器 115 第11章 Linux内核源代码 117 11.1 怎样得到Linux内核源码 117 11.2 内核源码的编排 117 11.3 从何处看起 118 第12章 Linux数据结构 120 附录A 有用的Web和FTP站点 138 附录B 词汇表 139