Linux 内核源代码情景分析

Question

在计算机技术的发展史上，Unix 操作系统的出现是一个重要的里程碑。早期的 Unix 曾免费供美国及一些西方国家的大学和科研机构使用，并且提供源代码，这一方面为高校和科研机构普及使用计算机提供了条件；另一方面，也是更重要的，为计算机软件的核心技术 操作系统 的教学和实验提供了条件。

特别是 Unix 内核第6版的源代码，在相当长的一段时期内是人学计算机系高年级学生和研究生使用的教材，甚至可以说，美国当时整整一代的计算机专业人员都是读着 Unix 的源代码成长的。

反过来，这也促进了 Unix 的普及和发展，并且在当时形成了一个 Unix 产业。事实上，回顾硅谷的形成和发展，也可以看到 Unix 起着重要的作用。Unix 两大主流之一的 BSD 就是在加州大学伯克利分校开发的。后来，Unix 成了商品，其原代码也受到了版权的保护，再说也日流复杂和庞大了，而第6版则又慢慢显得陈旧了，便逐渐不再用 Unix 内核的源代码作为教材了（但是直到现在还有在用的）。

第 1 章 预备知识
1.1 Linux 内核简介
1.2 Intel X86 CPU 系列的寻址方式
1.3 i386 的页式内存管理机制
1.4 Linux 内核源代码中的 C 语言代码
1.5 Linux 内核源代码中的汇编语言代码

第 2 章 存储管理
2.1 Linux 内存管理的基本框架
2.2 地址映射的全过程
2.3 几个重要的数据结构和函数
2.4 越界访问
2.5 用户堆栈的扩展
2.6 物理页面的使用和周转
2.7 物理页面的分配
2.8 页面的定期换出
2.9 页面的换入
2.10 内核缓冲区的管理
2.11 外部设备存储空间的地址映射
2.12 系统调用 brk
2.13 系统调用 mmap

第 3 章 中断.异常和系统调用
3.1 X86 CPU 对中断的硬件支持
3.2 中断向量表 IDT 的初始化
3.3 中断请求队列的初始化
3.4 中断的响应和服务
3.5 软中断与 Bottom Half
3.6 页面异常的进入和返回
3.7 时钟中断
3.8 系统调用
3.9 系统调用号与跳转表

第 4 章 进程与进程调度
4.1 进程四要素
4.2 进程三部曲:创建.执行与消亡
4.3 系统调用 fork .vfork 与 clone
4.4 系统调用 execve
4.5 系统调用 exit 与 wait4
4.6 进程的调度与切换
4.7 强制性调度
4.8 系统调用 nanosleep 和 pause
4.9 内核中的互斥操作

第 5 章 文件系统
5.1 概述
5.2 从路径名到目标节点
5.3 访问权限与文件安全性
5.4 文件系统的安装和拆卸
5.5 文件的打开与关闭
5.6 文件的写与读
5.7 其他文件操作5.8 特殊文件系统/proc

第 6 章 传统的 Unix 进程间通信
6.1 概述
6.2 管道和系统调用 pipe
6.3 命名管道
6.4 信号
6.5 系统调用 ptrace 和进程跟踪
6.6 报文传递
6.7 共享内存
6.8 信号量

第 7 章 基于 socket 的进程间通信
7.1 系统调用 socket
7.2 函数 sys—socket ——创建插口
7.3 函数 sys—bind ——指定插口地址
7.4 函数 sys—listen ——设定 server 插口
7.5 函数 sys—accept ——接受连接请求
7.6 函数 sys—connect ——请求连接
7.7 报文的接收与发送
7.8 插口的关闭
7.9 其他

第 8 章 设备驱动
8.1 概述
8.2 系统调用 mknod
8.3 可安装模块
8.4 PCI 总线
8.5 块设备的驱动8.6 字符设备驱动概述
8.7 终端设备与汉字信息处理
8.8 控制台的驱动
8.9 通用串行外部总线 USB
8.10 系统调用 select 以及异步输入/输出
8.11 设备文件系统 devfs

第 9 章 多处理器 SMP 系统结构
9.1 概述
9.2 SMP 结构中的互斥问题
9.3 高速缓存与内存的一致性
9.4 SMP 结构中的中断机制
9.5 SMP 结构中的进程调度
9.6 SMP 系统的引导

第 10 章 系统引导和初始化
10.1 系统引导过程概述
10.2 系统初始化 第一阶段
10.3 系统初始化 第二阶段
10.4 系统初始化 第三阶段
10.5 系统的关闭和重引导

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