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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( E6 V* `# \/ d/ K
) |, I6 |8 X" ~. T# u) h) _
编号：mudaima-P0194【Java吧 java8.com】
7 Z# P! N* Y* P# [& w4 n( L' I4 `9 `4 l


Java电子书目录：

前言

为什么写这本书

: i# o' c, r5 u, r0 Y5 }- m  _

第1版与第2版的区别

; v3 d0 P% M, n" `+ E2 ?! B; S

本书内容及特色

为什么本书选用Linux 0.11内核

致谢

; x& b4 C2 K' A

第1章 从开机加电到执行main函数之前的过程

0 w: Q0 g0 {9 w2 t

1.1 启动BIOS，准备实模式下的中断向量表和中断服务程序

) a3 n8 I& i7 h+ g  [$ @. b

1.1.1 BIOS的启动原理

1.1.2 BIOS在内存中加载中断向量表和中断服务程序

1.2 加载操作系统内核程序并为保护模式做准备

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

# Y7 K5 O- `5 t( N& a, Q  z) Z% B

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

6 T# l1 L1 g/ P

1.3.4 为保护模式下执行head.s做准备

1.3.5 head.s开始执行

3 L( Q7 l" u2 h1 v

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

2.2 规划物理内存格局，设置缓冲区、虚拟盘、主内存

0 f9 @) q- P. f+ c. H

2.3 设置虚拟盘空间并初始化

7 U3 y; x* B" J% t4 T

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

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

( F/ n+ y, H0 v' r5 c+ L; R4 V! k

2.7.1 对串行口进行设置

2.7.2 对显示器进行设置

2.7.3 对键盘进行设置

: S3 ?" d% G( N

2.8 开机启动时间设置

2.9 初始化进程0

2.9.1 初始化进程0

1 L" R8 Z2 B+ k# F" b( c( M4 a

2.9.2 设置时钟中断

' j5 ]! r! e1 D' |6 l

2.9.3 设置系统调用总入口

$ {6 O) S; N# m4 E, n$ ^  v

2.10 初始化缓冲区管理结构

2.11 初始化硬盘

+ z- l9 i) r. ~0 W. b8 a

2.12 初始化软盘

2.13 开启中断

/ K) H6 N& ~$ W$ n

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 h8 x- x8 g8 S% r/ m2 f

3.1 进程1的创建

3.1.1 进程0创建进程1

; I; r5 _3 N# A, f5 j( \

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

1 Y6 F# `5 c& |. j$ V( C

3.1.3 调用copy_process函数

: O- T. a4 a+ t2 s

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

. V& K4 z5 H* J5 i

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

3.3.1 进程1为安装硬盘文件系统做准备

' g, H3 u. h& R

3.3.2 进程1格式化虚拟盘并更换根设备为虚拟盘

3.3.3 进程1在根设备上加载根文件系统

3.4 本章小结

第4章 进程2的创建及执行

' ]! |4 I0 w. \! Q9 G& e5 |4 x

4.1 打开终端设备文件及复制文件句柄

" E6 r& `: [* |# B' c

4.1.1 打开标准输入设备文件

' G+ _, ?, R( A6 f. ^

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

) g+ H! y1 g/ O, _/ O) K) G

4.3 加载shell程序

, C7 i8 x) f6 t2 E& {

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

4.3.3 为shell程序的执行做准备

; A% f' l# H# w3 D

4.3.4 执行shell程序

5 _2 a$ g9 \2 ~  R' V6 K

4.4 系统实现怠速

1 Z- Q1 B( a" p

4.4.1 创建update进程

4.4.2 切换到shell进程执行

2 Q2 l- N9 @& p' X! d% R

4.4.3 重建shell

4.5 本章小结

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

6 H7 ~5 G5 _' \  [$ x2 B9 j) D

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

5.2 打开文件

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

5.2.3 将文件i节点与file_table[64]挂接

5.3 读文件

: ~: }5 u3 e$ [; |0 p$ }

5.3.1 确定数据块在外设中的位置

6 X# h, J( o* B; w, z8 b) n

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

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

6 p; b  u2 V0 \0 p: K+ k

5.5 写文件

. c9 i* u, Y& h5 o- P

5.5.1 确定文件的写入位置

5.5.2 申请缓冲块

5.5.3 将指定的数据从进程空间复制到缓冲块

+ o5 y7 o- s8 ^; j

5.5.4 数据同步到外设的两种方法

5.6 修改文件

% H6 h9 b$ g9 U$ V4 f7 x% e

5.6.1 重定位文件的当前操作指针

7 j/ M: z( [: @% Q6 V

5.6.2 修改文件

, I1 A+ t9 u3 a( z% \) h) g2 L

5.7 关闭文件

: T, J7 E5 C# o: l0 K$ |

5.7.1 当前进程的filp与file_table[64]脱钩

5.7.2 文件i节点被释放

5.8 删除文件

; n- T2 H! x: I' o

5.8.1 对文件的删除条件进行检查

( G( |  Q% s; s

5.8.2 进行具体的删除工作

9 B. Y, f  K" q! b1 x6 @( _

5.9 本章小结

$ \6 g- v* t* e5 {9 ~' v( m

第6章 用户进程与内存管理

6.1 线性地址的保护

' o! i! N0 v/ d6 v# R4 L

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

( s5 b2 a6 B3 W) F. e

6.2.1 线性地址映射到物理地址

* `: ^  d: J: K$ Z2 F9 ?( j' ^

6.2.2 进程执行时分页

- g- i  u, V* f& l1 |: {. m

6.2.3 进程共享页面

6.2.4 内核分页

. z& d+ {) Q7 R" e

6.3 一个用户进程从创建到退出的完整过程

! w$ _% m& h5 z8 x" e$ R0 `$ e" V" ]

6.3.1 创建str1进程

/ C' ?7 |1 [8 s/ b, @8 U7 X) @

6.3.2 str1进程加载的准备工作

( p$ Y, P1 |$ S6 v' T* `  @

6.3.3 str1进程的运行、加载

6.3.4 str1进程的退出

- Z6 ?3 Q! n6 O5 i! `, O( Q3 l% Q  `

6.4 多个用户进程同时运行

6.4.1 进程调度

( X: B0 V8 `* X  z' \0 G# ^

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

7.2 缓冲区的总体结构

" \4 u4 u7 J" f& e( k

7.3 b_dev、b_blocknr及request的作用

- v0 k+ P0 h/ L

7.3.1 保证进程与缓冲块数据交互的正确性

7.3.2 让数据在缓冲区中停留的时间尽可能长

/ [7 S* D; E1 q6 r1 d; m% E& R

7.4 uptodate和dirt的作用

2 k6 j5 I3 {8 N

7.4.1 b_uptodate的作用

" |" Z  K$ T% q! A5 }9 o

7.4.2 b_dirt的作用

$ h( p1 F1 u( G' }* L

7.4.3 i_uptodate、i_dirt和s_dirt的作用

7.5 count、lock、wait、request的作用

7.5.1 b_count的作用

6 O/ b/ Q, X, c/ Q0 V

7.5.2 i_count的作用

: a) W- C5 t+ e2 ?: ^( Y- H+ L3 b- k$ @

7.5.3 b_lock、*b_wait的作用

3 ^* D( F  G; q. R* r7 J+ k

7.5.4 i_lock、i_wait、s_lock、*s_wait的作用

7.5.5 补充request的作用

  P& C8 ]8 ]  v! x% ~. w

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

( [# D* Q5 g) X

7.9 本章小结

6 R% G) L& \, V" p+ j8 v* E

第8章 进程间通信

8.1 管道机制

8.1.1 管道的创建过程

5 e; [% t6 z- _

8.1.2 管道的操作

8.2 信号机制

8.2.1 信号的使用

9 x  G- Z2 K, D& k! f- ^

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

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

0 X8 w  i" [9 ?; E. O

9.2 操作系统的设计指导思想——主奴机制

6 ]2 X* a" Z# Y3 z) A

9.2.1 主奴机制中的进程及进程创建机制

0 z' l' ^- i; i5 X: d4 _

9.2.2 操作系统的设计如何体现主奴机制

0 A4 u, K, {- t- p

9.3 实现主奴机制的三种关键技术

9.3.1 保护和分页

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

9.5 软件和硬件的关系

" K& \" v/ B/ ?! t- }: x0 {

9.5.1 非用户进程——进程0、进程1、shell进程

) j. I* b  Z' m: t4 l% V$ e

9.5.2 文件与数据存储

9.6 父子进程共享页面

, h2 Z) R# v  L- b2 `6 N

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

0 `6 p# [8 B% v0 \  E5 ?$ o

结束语

- S7 M3 y. \) ~0 ?  M
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