深入Linux内核架构与底层原理(第2版)电子书

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内容简介

推荐序一

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前言

第1章　操作系统总览

1.1　操作系统简介

1.2　如何形成一个内核

1.3　主要操作系统与Linux的对比

1.3.1　Linux和Android

1.3.2　Windows下Linux运行环境的发展

1.3.3　Fuchsia OS与Windows、Linux的对比

第2章　系统结构

2.1　Linux内核整体结构

2.1.1　内核模块

2.1.2　内核符号表

2.2　Linux内核数据结构

2.2.1　链表与哈希表

2.2.2　双向链表

2.3　hlist

2.3.1　llist

2.3.2　树与IDR

2.3.3　xarray

第3章　锁与系统调用

3.1　原子操作

3.1.1　内存一致性

3.1.2　原子类型定义

3.1.3　cmpxchg实现

3.2　引用计数

3.3　自旋锁

3.4　读写锁与顺序锁

3.5　信号量

3.6　读写信号量

3.6.1　获得读锁

3.6.2　锁状态与锁交接

3.6.3　锁持有

3.6.4　等待链表

3.6.5　读锁慢速路径

3.7　互斥锁

3.8　RCU锁

3.8.1　RCU锁基本接口

3.8.2　grace period等待

3.8.3　SRCU

3.8.4　RCU锁、读写锁与顺序锁对比

3.8.5　hlist中的RCU锁

3.8.6　reuseport中的RCU锁

3.9　引用计数

4.1　信号

4.1.1　Linux信号处理机制的设计

4.1.2　Windows的Event语义设计

4.2　中断

4.2.1　IDT（中断描述符表）

4.2.2　IPI中断

4.3　系统调用

4.3.1　系统调用原理

4.3.2　vsyscall与VDSO

4.3.3　系统调用截断

第5章　Linux系统的启动与进程

5.1　Linux启动过程的组件

5.1.1　启动过程相关组件

5.1.2　最小系统的制作和启动

5.2　内核启动流程：EFI stub

5.3　进程

5.3.1　进程概述

5.3.2　进程内存和PID

5.3.3　进程生命周期

第6章　调度

6.1　任务调度

6.1.1　调度优先级

6.1.2　上下文切换

6.1.3　运行队列与调度类

6.1.4　调度域、调度组与调度实体

6.1.5　TTWU（唤醒）

6.2　时钟

6.2.1　时钟概念

6.2.2　计时器与定时器

6.3　Futex系统调用

6.4　C-State

第7章　内存管理

7.1　地址空间

7.1.1　64位Linux地址空间

7.1.2　32位Linux地址空间

7.2　寻址

7.2.1　64位下的寻址

7.2.2　Intel的硬件四级寻址过程

7.2.3　操作系统的页状态和权限控制

7.2.4　页框回收算法

7.2.5　段寄存器

7.3　堆内存管理

7.3.1　用户空间与内核空间的堆内存管理

7.3.2　Buddy思想与Slab思想

7.3.3　内存回收（PFRA）

7.3.4　BDI

第8章　存储

8.1　VFS

8.1.1　文件句柄与文件描述符表

8.1.2　_alloc_fd、fd_install、dup2与close_on_exec

8.1.3　open系统调用

8.1.4　flock文件锁与文件内容锁

8.2　通用块层

8.2.1　通用块层功能概览

8.2.2　bio和bio_set

8.2.3　request和request_queue

8.2.4　电梯算法

8.3　缓存层

8.3.1　Linux与Windows在缓存设计上的不同

8.3.2　Linux下的缓存机制

8.4　文件系统与Ext4

8.4.1　Linux文件系统的特性与框架

8.4.2　文件系统的种类

8.4.3　文件系统的抽象：VFS

8.4.4　Ext4文件系统实践

8.5　预读机制

8.5.1　预读机制框架

8.5.2　预读算法

第9章　套接字（socket）

9.1　socket概览

9.1.1　socket类型与接口

9.1.2　Linux socket连接模型

9.1.3　Linux socket的锁

9.1.4　epoll

9.2　Netlink

9.2.1　Netlink消息格式

9.2.2　Netlink功能模块

9.2.3　genetlink的使用

9.2.4　inet_diag模块

9.2.5　RTNETLINK

9.3　BPF与eBPF

9.3.1　BPF

9.3.2　eBPF

第10章　网络

10.1　网络架构

10.2　IP

10.2.1　路由条目的意义

10.2.2　IP管理

10.2.3　IP隧道

10.3　TCP

10.3.1　TCP的无损特性

10.3.2　TCP的连接状态

10.3.3　TCP拥塞控制

10.4　负载均衡

10.4.1　负载均衡的核心技术点

10.4.2　四层负载均衡常见架构

10.4.3　一致性哈希和分布式哈希

10.5　网络服务质量与安全性

10.5.1　TCP安全性

10.5.2　QoS

10.5.3　NAT

10.6　netfilter

第11章　设备管理

11.1　设备模型

11.1.1　sys文件系统

11.1.2　设备变化通知用户端

11.1.3　设备类型

11.2　tty子系统

11.2.1　tty框架与ttyS硬件

11.2.2　terminal硬件

11.2.3　tty结构

11.2.4　getty、login与shell

11.2.5　/dev/ptmx与/dev/pts/n

11.2.6　SSH

11.3　PCI与USB

11.3.1　PCI

11.3.2　USB

第12章　二进制

12.1　二进制原理

12.1.1　编译、链接与执行

12.1.2　裸程序

12.1.3　加载器

12.1.4　链接过程

12.2　ELF格式

12.2.1　ABI

12.2.2　ELF

12.3　函数调用约定

12.4　二进制安全

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