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

Java电子书：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） 格式 pdf 电子书 PDF 电子书 Java吧 java8.com
7 B: |1 `: b: G$ l2 ?/ I' E
7 h* T8 @, c4 M' Z% v' l
7 n$ @4 Z# a+ p编号：mudaima-P0194【Java吧 java8.com】
* e: l6 ]8 X+ d: `


Java电子书目录：

前言

+ P! l9 ]! t! N) ]

为什么写这本书

第1版与第2版的区别

1 q# o' f7 m8 j* |0 F( i

本书内容及特色

  t! n' a5 l: a6 R4 l) m

为什么本书选用Linux 0.11内核

8 P. r0 G/ M$ X& V$ V0 z; R

致谢

1 A; d9 J& Y+ V& _& y* j) h2 Y1 p

第1章 从开机加电到执行main函数之前的过程

8 M3 Q& h* }* U; }; ]6 o

1.1 启动BIOS，准备实模式下的中断向量表和中断服务程序

& r" c2 o. w+ a' O

1.1.1 BIOS的启动原理

+ R9 h3 w7 Y* V* I  x

1.1.2 BIOS在内存中加载中断向量表和中断服务程序

" ?( j3 T/ J* @3 j) w. k& k

1.2 加载操作系统内核程序并为保护模式做准备

& F# p- Z+ K9 P) \  T

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

+ r- _; v3 \  n- G- K" Q5 E

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

+ w% ?- N5 T, b) B8 T- }$ j- o$ ]6 b

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

1.3.3 打开A20，实现32位寻址

1.3.4 为保护模式下执行head.s做准备

; X5 _% O) a! |& ~

1.3.5 head.s开始执行

1.4 本章小结

第2章 设备环境初始化及激活进程0

2.1 设置根设备[2]、硬盘

+ g) c3 ^* Q! N! n

2.2 规划物理内存格局，设置缓冲区、虚拟盘、主内存

$ u/ K$ T# {6 f- I* G

2.3 设置虚拟盘空间并初始化

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

( l- f8 a6 K4 g" P9 }

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

2.7.1 对串行口进行设置

! P* D+ J6 o* S" Y* H

2.7.2 对显示器进行设置

2.7.3 对键盘进行设置

2.8 开机启动时间设置

$ l: T0 O0 ]2 b+ d' a

2.9 初始化进程0

2.9.1 初始化进程0

& g# L* e; y6 h- |* ]: H2 l+ [% A

2.9.2 设置时钟中断

2.9.3 设置系统调用总入口

2.10 初始化缓冲区管理结构

; M. M2 @5 k, M6 g

2.11 初始化硬盘

( t8 N+ k* f" `: C

2.12 初始化软盘

% [6 Q$ P) U. q1 z

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

2.15 本章小结

* m, o( ?) G9 _' v& k, W8 O+ Z( e

第3章 进程1的创建及执行

3.1 进程1的创建

3.1.1 进程0创建进程1

' ]$ B6 i3 L$ H" x& C

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

9 s- {5 a$ ~" G4 C1 e- X5 T

3.1.3 调用copy_process函数

9 ]8 Q, F. j  }4 z+ Y

3.1.4 设置进程1的分页管理

# S2 N6 c- @, {" t4 _) G

3.1.5 进程1共享进程0的文件

( W# I  x' ~% m3 c

3.1.6 设置进程1在GDT中的表项

3 u9 N7 u! x0 h6 q6 |1 V+ H

3.1.7 进程1处于就绪态

% x3 I) G: y4 Z

3.2 内核第一次做进程调度

3.3 轮转到进程1执行

- b. ]4 U0 H: X- x2 G

3.3.1 进程1为安装硬盘文件系统做准备

* h# o' X% H; e6 i# V8 X1 w

3.3.2 进程1格式化虚拟盘并更换根设备为虚拟盘

8 a9 f+ a% @) @  t1 }

3.3.3 进程1在根设备上加载根文件系统

, a2 t+ ]- \) h& n

3.4 本章小结

1 w7 c7 Y! @( I& F$ g& q$ `

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

" j3 ^9 J7 H) Z  ^+ R+ p, R- x

4.1.1 打开标准输入设备文件

7 _7 M. f8 Z- D( \; n

4.1.2 打开标准输出、标准错误输出设备文件

4.2 进程1创建进程2并切换到进程2执行

4.3 加载shell程序

4.3.1 关闭标准输入设备文件，打开rc文件

4.3.2 检测shell文件

; [- ^4 ]. L: [2 P) ?' l0 ?+ k

4.3.3 为shell程序的执行做准备

6 `) ?8 b+ O/ S+ O

4.3.4 执行shell程序

' X6 A) a+ K4 ^2 \3 g) L7 b* s4 m; ^

4.4 系统实现怠速

, c9 u1 m: p( v  M4 _2 i5 a, L& O

4.4.1 创建update进程

4.4.2 切换到shell进程执行

9 z1 x: i# B" T0 X; K5 O+ D

4.4.3 重建shell

  g( E- u4 e4 ?# E# W5 Q; N7 G

4.5 本章小结

4 [# D/ h. S. M; j6 }: i3 t0 Y$ U

第5章 文件操作

5.1 安装文件系统

5.1.1 获取外设的超级块

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

0 s3 x+ o7 j( W! T2 V

5.2 打开文件

% G3 N  h$ m, z+ j/ A

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

' F7 @4 M4 `8 }# |4 A

5.2.3 将文件i节点与file_table[64]挂接

5.3 读文件

; K. o# Y) A- |2 m

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

5.3.3 将缓冲块中的数据复制到进程空间

, G) m* m! i2 P4 Z; Q  j. |

5.4 新建文件

5.4.1 查找文件

4 V2 R1 H: ~6 y0 ?

5.4.2 新建文件i节点

0 T% T; L3 W% d  B) V

5.4.3 新建文件目录项

: p7 b8 ?$ V/ k/ S" P$ X8 t4 B

5.5 写文件

& f* I0 ]2 {; [  o5 v3 ~- u. m

5.5.1 确定文件的写入位置

1 I; E( T/ _- `) Q

5.5.2 申请缓冲块

" b0 {. k  a! }, E

5.5.3 将指定的数据从进程空间复制到缓冲块

5.5.4 数据同步到外设的两种方法

5.6 修改文件

5.6.1 重定位文件的当前操作指针

6 o$ Y% N8 R& y+ {

5.6.2 修改文件

9 K& J6 I& \5 ~$ `+ [5 e

5.7 关闭文件

9 Y/ C/ p8 u: J$ f" @' h

5.7.1 当前进程的filp与file_table[64]脱钩

/ z5 N0 u8 q0 Z6 }) Z  I

5.7.2 文件i节点被释放

5.8 删除文件

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

5.9 本章小结

, Y/ `' O" l' E, G# e$ d: e

第6章 用户进程与内存管理

6.1 线性地址的保护

) G+ C% h' K4 ^

6.1.1 进程线性地址空间的格局

7 {' u$ R* \4 v

6.1.2 段基址、段限长、GDT、LDT、特权级

: ~9 w. E  {- E2 Q5 H1 d/ k( s( \

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

( S+ g0 S/ Z: S! X

6.2.3 进程共享页面

6.2.4 内核分页

) R$ b: S: E) y: o, Z% l6 P

6.3 一个用户进程从创建到退出的完整过程

! F5 r! d/ L0 n) _% W! P0 d

6.3.1 创建str1进程

% Z: w- w2 l) d$ U

6.3.2 str1进程加载的准备工作

6.3.3 str1进程的运行、加载

6.3.4 str1进程的退出

6.4 多个用户进程同时运行

6.4.1 进程调度

) u9 F2 y1 K+ R0 `

6.4.2 页写保护

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

( j# r  F/ ?' @+ c7 b1 w) L

7.2 缓冲区的总体结构

! R4 y8 \) O. m4 ?

7.3 b_dev、b_blocknr及request的作用

2 x' z9 M' c1 N% f

7.3.1 保证进程与缓冲块数据交互的正确性

. }" r, s) f- ], T

7.3.2 让数据在缓冲区中停留的时间尽可能长

1 }8 h1 Q: i' k4 o7 q; i9 D# J

7.4 uptodate和dirt的作用

+ A, H( c+ M8 [. }$ Y

7.4.1 b_uptodate的作用

7.4.2 b_dirt的作用

7.4.3 i_uptodate、i_dirt和s_dirt的作用

  U4 g& N6 z/ J2 X* I

7.5 count、lock、wait、request的作用

7.5.1 b_count的作用

* t5 |0 y/ ^9 w- `. }

7.5.2 i_count的作用

. m% _( z6 U7 y4 V

7.5.3 b_lock、*b_wait的作用

7.5.4 i_lock、i_wait、s_lock、*s_wait的作用

6 B" f) M; j0 p% I  Y

7.5.5 补充request的作用

7.6 实例1：关于缓冲块的进程等待队列

+ ?6 u% v2 e# e+ g/ a2 U

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

+ I! Q: v2 B* u9 ?

7.9 本章小结

, Q  t2 Z8 S3 ?- |5 H( P) r3 E7 k, x2 q

第8章 进程间通信

8.1 管道机制

! c, Q1 I' J, N5 V8 P$ P! M' G

8.1.1 管道的创建过程

8.1.2 管道的操作

8.2 信号机制

8.2.1 信号的使用

$ U4 K0 s7 C7 Z/ _

8.2.2 信号对进程执行状态的影响

! x+ [- _4 s. X0 E; P9 `

8.3 本章小结

$ s9 R. `1 X9 T' @# C

第9章 操作系统的设计指导思想

4 @0 ?4 W8 i. D+ I" ?2 m% k

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

$ E2 e" B  _9 s6 ]- l6 e, z

9.2 操作系统的设计指导思想——主奴机制

9.2.1 主奴机制中的进程及进程创建机制

9.2.2 操作系统的设计如何体现主奴机制

9.3 实现主奴机制的三种关键技术

9.3.1 保护和分页

) p% B+ t# R$ ]9 [1 W

9.3.2 特权级

9.3.3 中断

9.4 建立主奴机制的决定性因素——先机

& q; e$ B0 T! O- U* H3 L: ~

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

5 G! v2 ]8 M3 o2 O! l$ X

9.5.2 文件与数据存储

- K5 t1 |; w1 k& T, |3 y

9.6 父子进程共享页面

9.7 操作系统的全局中断与进程的局部中断——信号

9.8 本章小结

  R' [( K. }  x% {

结束语

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