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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! S% k' V2 W2 q# P

编号：mudaima-P0194【Java吧 java8.com】


( F; ?0 ]  W- U1 S
  k3 a1 s+ w6 j7 L; I0 \& YJava电子书目录：

前言

为什么写这本书

* i2 B* o; `1 D0 ^

第1版与第2版的区别

$ O% D" z. ]  V0 ]" u

本书内容及特色

为什么本书选用Linux 0.11内核

* U% I/ K1 u, E8 Q

致谢

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

9 Z, x% A, h) i" _( e

1.1.1 BIOS的启动原理

/ {7 e: H1 y7 a4 q! Q' f

1.1.2 BIOS在内存中加载中断向量表和中断服务程序

  J9 s2 r4 g, `! R

1.2 加载操作系统内核程序并为保护模式做准备

7 ?1 l2 q5 K; G( i* K

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

& C$ T2 V5 y9 ?7 k7 S. v

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

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

6 n6 T7 e0 G7 D# s( T. ~

1.3.5 head.s开始执行

' M9 Z1 H7 ]; s% p$ Q

1.4 本章小结

8 h# W* m' ^( j( M9 _* ]# Z

第2章 设备环境初始化及激活进程0

  E+ r" p. L/ p

2.1 设置根设备[2]、硬盘

2.2 规划物理内存格局，设置缓冲区、虚拟盘、主内存

( v9 q8 }4 Z. i6 _8 M5 M) }

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

3 d, L( a0 m  O; w( |( }0 t

2.6 初始化块设备请求项结构

2 B, x3 D3 Z1 J1 K+ N' N& u

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

: e+ S  M9 w4 O7 d: S4 q' \1 v. N3 F

2.7.1 对串行口进行设置

2.7.2 对显示器进行设置

2 H! ]7 r- e( Z8 e  J

2.7.3 对键盘进行设置

2.8 开机启动时间设置

2.9 初始化进程0

* A) x. b7 D: v8 Z( B

2.9.1 初始化进程0

7 j# {" T( m6 V1 v, j9 @

2.9.2 设置时钟中断

% w  s3 U( ]5 }. ~/ o* r. R

2.9.3 设置系统调用总入口

9 A% ]) J' \9 G& |1 ?/ i% U* d3 S

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

2.13 开启中断

$ S/ X; f) ^: v, a6 r

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

第3章 进程1的创建及执行

3 B! a8 Q9 c; ?4 {8 J1 M$ x

3.1 进程1的创建

3.1.1 进程0创建进程1

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

( L7 R; C) K1 g: C% z! A

3.1.4 设置进程1的分页管理

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

. y' a# W5 e  t& E* d3 ~

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

* {. i% \; M2 q+ w" e

3.3.3 进程1在根设备上加载根文件系统

$ p* Y, O* _- `5 d# M

3.4 本章小结

0 m) r; i) `+ Q, e, C( b% I

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

* q  H7 g6 d: V) K  [4 R

4.1.1 打开标准输入设备文件

9 [6 r( Y! x5 o0 P. I/ g

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

5 h* {3 O, l" ~) j# r

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

! G3 q1 ?; ?& N8 q8 C# S

4.3.2 检测shell文件

0 ~* B) {* P# q. e+ S6 \

4.3.3 为shell程序的执行做准备

4.3.4 执行shell程序

/ e8 ]$ t4 g7 X: y8 ~! _* b. f

4.4 系统实现怠速

& m2 K  n  f3 H3 m$ q

4.4.1 创建update进程

% B- f) O) `2 D0 u0 ~

4.4.2 切换到shell进程执行

4.4.3 重建shell

4.5 本章小结

第5章 文件操作

+ _' z: I2 ~$ a9 d9 C2 n# P6 r

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

6 o8 B' @8 e* F$ L* q9 N( l* P

5.1.3 将超级块与根文件系统挂接

7 @' c3 T2 G; d+ P! e

5.2 打开文件

! w5 b4 ]! L  G" U7 ?5 _2 U

5.2.1 将进程的*filp[20]与file_table[64]挂接

0 V9 o$ F: }+ A  m. u$ K

5.2.2 获取文件i节点

$ K( ^( ]8 H; c4 q0 q0 `* p- f

5.2.3 将文件i节点与file_table[64]挂接

5.3 读文件

5.3.1 确定数据块在外设中的位置

0 k- s& j. q! D3 m' E5 D/ ~

5.3.2 将数据块读入缓冲块

$ w! L7 ^5 E1 o0 v( Q  ]" a# K

5.3.3 将缓冲块中的数据复制到进程空间

. b0 H; z4 m: t. l! R9 z

5.4 新建文件

5.4.1 查找文件

5.4.2 新建文件i节点

5.4.3 新建文件目录项

5.5 写文件

& b7 M& r1 x6 ]0 B$ Z3 x3 ?

5.5.1 确定文件的写入位置

* u$ D( q' i9 X# p! L( S

5.5.2 申请缓冲块

4 c8 |  r& ~) x/ c' b" B$ a9 @

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

# z4 k9 ]  {+ K* S1 }, w6 H9 I3 K

5.6.1 重定位文件的当前操作指针

4 [" n+ M: n( k0 A6 N

5.6.2 修改文件

5.7 关闭文件

7 F5 U5 i( m" g1 y' o) y5 c: l

5.7.1 当前进程的filp与file_table[64]脱钩

, [) Q9 r$ }8 ?7 \: }/ ~

5.7.2 文件i节点被释放

  ?( m2 r0 F/ G+ d, f* T! ^

5.8 删除文件

4 S; [2 t5 R# a+ ?6 \) b

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

2 ^  `4 C9 m  I4 ~. y

5.9 本章小结

/ @2 v" d# i. A1 s/ I, k

第6章 用户进程与内存管理

6.1 线性地址的保护

3 T6 z0 |4 V5 W* O1 E; ^

6.1.1 进程线性地址空间的格局

6.1.2 段基址、段限长、GDT、LDT、特权级

6.2 分页

6.2.1 线性地址映射到物理地址

% m& U7 S( ~3 e

6.2.2 进程执行时分页

: u: S6 v1 E3 I' R! c

6.2.3 进程共享页面

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

6.3.2 str1进程加载的准备工作

) \& A) y4 |% ^) k

6.3.3 str1进程的运行、加载

8 a1 r5 u. K' c

6.3.4 str1进程的退出

6.4 多个用户进程同时运行

$ g9 ~* x, A, j. U. h3 S+ _

6.4.1 进程调度

6.4.2 页写保护

) u. s1 Y/ {% ]$ {% u, Q. d

6.5 本章小结

第7章 缓冲区和多进程操作文件

) ]/ n+ {* Q# S' y

7.1 缓冲区的作用

7.2 缓冲区的总体结构

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

9 n$ m& z; e% n  g# c& L, a& g7 v

7.3.2 让数据在缓冲区中停留的时间尽可能长

! n! d# C) k! i8 R) U  G( T9 K

7.4 uptodate和dirt的作用

7.4.1 b_uptodate的作用

7.4.2 b_dirt的作用

4 y* R3 `$ [% [

7.4.3 i_uptodate、i_dirt和s_dirt的作用

+ M/ t  z# \: a' u

7.5 count、lock、wait、request的作用

7.5.1 b_count的作用

* S/ f) }8 O( M- P) j

7.5.2 i_count的作用

7.5.3 b_lock、*b_wait的作用

* d! r: z' I) [

7.5.4 i_lock、i_wait、s_lock、*s_wait的作用

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

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

第8章 进程间通信

$ D1 l3 O% b0 ?' R. R0 K( B

8.1 管道机制

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

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

. F4 r" F1 k2 }% \; F, ^

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

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

( @2 E( d2 {' }, d! c. T

9.3 实现主奴机制的三种关键技术

9.3.1 保护和分页

8 O! I- n9 i& A' k2 f

9.3.2 特权级

9.3.3 中断

% c! }; K  c' ~& H3 g

9.4 建立主奴机制的决定性因素——先机

0 x: n' L; u! \+ ?/ U6 t

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

9.5.2 文件与数据存储

9.6 父子进程共享页面

0 k: Z/ J: Y% p' s# p; r& ^; `

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

结束语

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