第1章 x86硬件基礎(chǔ)1
1.1 保護(hù)模式1
1.1.1 分頁機(jī)制1
1.1.2 分段機(jī)制7
1.2 系統(tǒng)門13
1.3 x86的寄存器14
1.4 典型的PC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡介16
第2章 基礎(chǔ)知識18
2.1 AT&T與Intel匯編語法比較18
2.2 gcc內(nèi)嵌匯編20
2.3 同步與互斥25
2.3.1 原子操作25
2.3.2 信號量27
2.3.3 自旋鎖29
2.3.4 RCU機(jī)制35
2.3.5 percpu變量39
2.4 內(nèi)存屏障41
2.4.1 編譯器引起的內(nèi)存屏障41
2.4.2 緩存引起的內(nèi)存屏障44
2.4.3 亂序執(zhí)行引起的內(nèi)存屏障47
2.5 高級語言的函數(shù)調(diào)用規(guī)范49
第3章 Linux內(nèi)核Makefile分析52
3.1 Linux內(nèi)核編譯概述52
3.2 內(nèi)核編譯過程分析54
3.3 內(nèi)核鏈接腳本分析62
第4章 Linux內(nèi)核啟動65
4.1 BIOS啟動階段65
4.2 實(shí)模式setup階段67
4.3 保護(hù)模式startup_3277
4.4 內(nèi)核啟動start_kernel()84
4.5 內(nèi)核啟動時的參數(shù)傳遞90
4.5.1 內(nèi)核參數(shù)處理91
4.5.2 模塊參數(shù)處理95
第5章 內(nèi)存管理99
5.1 內(nèi)存地址空間99
5.1.1 物理內(nèi)存地址空間99
5.1.2 虛擬地址空間101
5.2 內(nèi)存管理的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)104
5.2.1 物理內(nèi)存頁面描述符104
5.2.2 內(nèi)存管理區(qū)106
5.2.3 非一致性內(nèi)存管理108
5.3 內(nèi)存管理初始化109
5.3.1 bootmemalloctor的初始化109
5.3.2 頁表初始化115
5.3.3 內(nèi)存管理結(jié)構(gòu)的初始化118
5.4 內(nèi)存的分配與回收127
5.4.1 伙伴算法127
5.4.2 SLUB分配器138
第6章 中斷與異常處理152
6.1 中斷的分類152
6.2 中斷的初始化156
6.2.1 異常初始化156
6.2.2 中斷的初始化160
6.2.3 中斷請求服務(wù)隊(duì)列的初始化167
6.3 中斷與異常處理171
6.3.1 特權(quán)轉(zhuǎn)換與堆棧變化171
6.3.2 中斷處理172
6.3.3 異常處理177
6.4 軟件中斷與延遲函數(shù)180
6.4.1 softirq180
6.4.2 tasklet185
6.5 中斷與異常返回187
6.6 中斷優(yōu)先級回顧191
6.7 關(guān)于高級可編程中斷控制器192
6.7.1 APIC初始化193
第7章 信號機(jī)制199
7.1 信號機(jī)制的管理結(jié)構(gòu)200
7.2 信號發(fā)送204
7.3 信號處理210
第8章 系統(tǒng)調(diào)用220
8.1 Libc和系統(tǒng)調(diào)用220
第9章 時鐘機(jī)制226
9.1 clocksource對象227
9.1.1 clocksource概述227
9.1.2 clocksource初始化228
9.2 tickless機(jī)制232
9.2.1 tickless由來232
9.2.2 clockeventdevice對象概述234
9.2.3 clockeventdevice對象的初始化236
9.3 High-ResolutionTimers247
9.3.1 High-ResolutionTimers管理結(jié)構(gòu)247
9.3.2 High-ResolutionTimers初始化252
9.3.3 High-ResolutionTimers操作258
9.4 時鐘中斷處理268
9.4.1 時鐘維護(hù)276
9.4.2 進(jìn)程時間信息統(tǒng)計(jì)281
9.5 軟件定時器283
9.5.1 基本管理結(jié)構(gòu)283
9.5.2 初始化284
9.5.3 注冊與過期處理287
第10章 進(jìn)程管理295
10.1 進(jìn)程描述符296
10.1.1 進(jìn)程狀態(tài)297
10.1.2 進(jìn)程標(biāo)識299
10.1.3 進(jìn)程的親緣關(guān)系300
10.1.4 進(jìn)程的內(nèi)核態(tài)堆棧301
10.1.5 進(jìn)程的虛擬內(nèi)存布局302
10.1.6 進(jìn)程的文件信息305
10.2 進(jìn)程的建立306
10.2.1 建立子進(jìn)程的task_struct對象308
10.2.2 子進(jìn)程的內(nèi)存區(qū)域315
10.2.3 子進(jìn)程的內(nèi)核態(tài)堆棧323
10.2.4 0號進(jìn)程的建立325
10.3 進(jìn)程切換327
10.4 進(jìn)程的退出331
10.4.1 do_exit函數(shù)331
10.4.2 task_struct結(jié)構(gòu)的刪除334
10.4.3 通知父進(jìn)程335
10.5 do_wait()函數(shù)338
10.6 程序的加載344
第11章 調(diào)度器351
11.1 早期的調(diào)度器351
11.2 CFS調(diào)度器的虛擬時鐘353
11.3 CFS調(diào)度器的基本管理結(jié)構(gòu)357
11.4 CFS調(diào)度器對象359
11.5 CFS調(diào)度操作360
11.5.1 update_curr()函數(shù)360
11.5.2 scheduler_tick()函數(shù)362
11.5.3 put_prev_task_fair()函數(shù)364
11.5.4 pick_next_task()函數(shù)366
11.5.5 等待和喚醒操作368
11.5.6 nice系統(tǒng)調(diào)用373
第12章 文件系統(tǒng)376
12.1 Ext2的磁盤結(jié)構(gòu)376
12.2 Ext2的內(nèi)存結(jié)構(gòu)385
12.3 虛擬文件系統(tǒng)的管理結(jié)構(gòu)387
12.3.1 文件系統(tǒng)對象388
12.3.2 VFS的超級塊389
12.3.3 VFS的inode結(jié)構(gòu)400
12.3.4 VFS的文件對象406
12.3.5 VFS的目錄對象409
12.3.6 VFS在進(jìn)程中的文件結(jié)構(gòu)412
12.4 文件系統(tǒng)的掛載413
12.5 路徑定位425
12.6 文件打開與關(guān)閉441
12.7 文件讀寫449
12.7.1 緩沖區(qū)管理449
12.7.2 文件讀寫操作分析456
第13章 常用內(nèi)核分析方法471
13.1 準(zhǔn)確定位同名宏及結(jié)構(gòu)體471
13.2 準(zhǔn)確定位同名函數(shù)473
13.3 利用linkmap文件定位全局變量474
13.4 準(zhǔn)確定位函數(shù)調(diào)用線索476
13.5 SystemTap在代碼分析中的使用479