深入理解linux核心 書

第一章 緒論。作業系統，檔案系統，linux介紹。單核心與微核心（VxWorks，微核心通常包含幾個同步原語，一個簡單發送器和處理序間通訊機制，運行在微核心之上的幾個系統進程實現如記憶體配置，裝置驅動程式，系統調用等作業系統級功能。）linux採用模組來彌補。

核心本身不是一個進程，而是進程的管理者。除使用者進程之外，unix系統還包括幾個所謂核心線程的特權進程，其特點是：1以核心態運行在核心地址空間2不與使用者直接互動3通常在系統啟動時建立，一直活躍。

核心控制路徑表示核心處理系統調用、異常或中斷所執行的指令序列。核心控制路徑的交錯執行。

可重新進入核心可以包含非重入函數，並且利用鎖機制保證一次只有一個進程執行一個非重入函數。

同步核心控制路徑的方式可以有：非搶佔核心、禁止中斷、訊號量、自旋鎖、避免死結。

unix訊號（signal）提供了把系統事件報告給進程的一種機制。

IPC：訊號量、訊息佇列、共用記憶體。

核心記憶體 Clerk特點（快，避免浪費，減少片段，與其他記憶體管理子系統合作），主要有：資源圖分配演算法，2的冪次方空閑鏈表，buddy系統，zone分配演算法，slab分配演算法等。

第二章 記憶體定址。記憶體位址，硬體分段，分頁，linux的分段，分頁。

區分：邏輯地址（包含在機器語言指令中用來指定一個運算元或一條指令的地址）、線性地址（也稱虛擬位址）、物理地址（用於記憶體晶片級記憶體單元定址）。關係：MMU通過一種稱為分段單元的硬體電路把一個邏輯地址轉換成線性地址，接著，分頁單元的硬體電路把線性地址轉換成物理地址。

硬體中的分段：段選擇符和段寄存器，段描述符，快速存取段描述符，分段單元。

2.6版的linux只有在8086結構下才需要使用分段。

為了快速找到段選擇符，處理器提供段寄存器，用於存放段選擇符（段選擇符是邏輯地址的一部分）。cs程式碼片段寄存器，指向包含程式指令的段。ss棧段寄存器，指向包含當前程式棧的段。ds資料區段寄存器，指向包含待用資料或者全域資料的段。此外還有es，fs，gs，可以指向任意資料區段。cs指定特權級。

每個段由一個8位元組的段描述符表示，它描述段的特徵，放在通用描述元表或局部描述符表中。有幾種不同的段及它們對應的段描述符：程式碼片段描述符、資料區段描述符、任務狀態段描述符（用於儲存處理器寄存器的內容）、局部描述符表描述符。

每個CPU有一個GDT通用描述元表，它包含18個段描述符。調用門存放在LDT表，用於在調用預定義函數時改變CPU的特權級。

硬體中的分頁：常規分頁，擴充分頁，硬體保護方案。

第三章 進程。進程及其描述符，進程切換，建立，撤銷，線程。

第四章 中斷和異常。中斷訊號作用，處理常式，初始化中斷描述符表，異常中斷處理，非強制中斷和tasklet，工作隊列，從中斷和異常返回。

第五章 核心同步。如何為請求提供服務，同步原語，對核心資料結構的同步訪問。

第六章 定時測量。時鐘和定時電路，linux計時體繫結構，更新日期時間，更新系統計數，軟定時器和延遲函數。

第七章 進程調度。調度策略，演算法，資料結構，函數，多處理器系統中運行隊列的平衡。

第八章 記憶體管理。葉匡，記憶體區管理，非連續記憶體區管理。（核心怎樣給自己分配主存）

第九章 進程地址空間。記憶體描述符，線性區，缺頁，建立和刪除進程地址空間，堆的管理。（怎樣給進程分配線性地址）

第十章 系統調用。posix api和系統調用，系統調用處理常式及服務常式，進入和退出系統調用，參數傳遞，核心封裝常式。

第十一章 訊號。訊號作用，產生，傳遞。

第十二章 VFS。作用，資料結構，FS類型，處理，路徑名尋找，VFS系統調用的實現，檔案加鎖。

第十三章 IO體繫結構和裝置驅動程式。裝置檔案，裝置驅動程式模型。

第十四章 塊裝置驅動程式。通用塊層，塊裝置的處理，IO發送器，開啟塊裝置檔案。

第十五章 頁快取。把塊放在頁快取，髒頁寫回，sync(),fsync(),fdatasync()系統調用。

第十六章 訪問檔案。讀寫檔案，記憶體映射，直接IO傳送，非同步IO。

第十七章 回收葉匡。回收演算法，反向映射，PFRA實現，交換。

第十八章 EXT2和EXT3 FS。特徵，磁碟資料結構，記憶體資料結構，建立，函數，管理磁碟。

第十九章 進程通訊IPC。管道，fifo，system v ipc，posix訊息佇列。

第二十章 程式的執行。可執行檔，格式，執行域，exec函數。

附錄一 系統啟動。

附錄二 模組。