深入Linux內(nèi)核架構與底層原理（第2版）

第1章 操作系統(tǒng)總覽\t1
1．1 操作系統(tǒng)簡介\t1
1．2 如何形成一個內(nèi)核\t4
1．3 主要操作系統(tǒng)與Linux的對比\t6
1．3．1 Linux和Android\t6
1．3．2 Windows下Linux運行環(huán)境的發(fā)展\t8
1．3．3 Fuchsia OS與Windows、Linux的對比\t9
第2章 系統(tǒng)結構\t15
2．1 Linux內(nèi)核整體結構\t15
2．1．1 內(nèi)核模塊\t17
2．1．2 內(nèi)核符號表\t23
2．2 Linux內(nèi)核數(shù)據(jù)結構\t25
2．2．1 鏈表與哈希表\t25
2．2．2 雙向鏈表\t26
2．3 hlist\t28
2．3．1 llist\t34
2．3．2 樹與IDR\t37
2．3．3 xarray\t38
第3章 鎖與系統(tǒng)調(diào)用\t46
3．1 原子操作\t47
3．1．1 內(nèi)存一致性\t51
3．1．2 原子類型定義\t54
3．1．3 cmpxchg實現(xiàn)\t56
3．2 引用計數(shù)\t60
3．3 自旋鎖\t65
自旋鎖的性能\t77
3．4 讀寫鎖與順序鎖\t79
3．5 信號量\t82
3．6 讀寫信號量\t86
3．6．1 獲得讀鎖\t87
3．6．2 鎖狀態(tài)與鎖交接\t90
3．6．3 鎖持有\(zhòng)t92
3．6．4 等待鏈表\t94
3．6．5 讀鎖慢速路徑\t99
3．7 互斥鎖\t103
3．8 RCU鎖\t110
3．8．1 RCU鎖基本接口\t114
3．8．2 grace period等待\t115
3．8．3 SRCU\t117
3．8．4 RCU鎖、讀寫鎖與順序鎖對比\t118
3．8．5 hlist中的RCU鎖\t119
3．8．6 reuseport中的RCU鎖\t121
3．9 引用計數(shù)\t123
percpu-ref\t124
第4章 信號、中斷與系統(tǒng)調(diào)用\t129
4．1 信號\t129
4．1．1 Linux信號處理機制的設計\t129
4．1．2 Windows的Event語義設計\t139
4．2 中斷\t141
4．2．1 IDT（中斷描述符表）\t141
4．2．2 IPI中斷\t148
4．3 系統(tǒng)調(diào)用\t156
4．3．1 系統(tǒng)調(diào)用原理\t156
4．3．2 vsyscall與VDSO\t163
4．3．3 系統(tǒng)調(diào)用截斷\t168
第5章 Linux系統(tǒng)的啟動與進程\t171
5．1 Linux啟動過程的組件\t171
5．1．1 啟動過程相關組件\t171
5．1．2 最小系統(tǒng)的制作和啟動\t182
5．2 內(nèi)核啟動流程：EFI stub\t183
5．3 進程\t199
5．3．1 進程概述\t199
5．3．2 進程內(nèi)存和PID\t201
5．3．3 進程生命周期\t205
第6章 調(diào)度\t220
6．1 任務調(diào)度\t220
6．1．1 調(diào)度優(yōu)先級\t220
6．1．2 上下文切換\t223
6．1．3 運行隊列與調(diào)度類\t228
6．1．4 調(diào)度域、調(diào)度組與調(diào)度實體\t230
6．1．5 TTWU（喚醒）\t239
6．2 時鐘\t244
6．2．1 時鐘概念\t244
6．2．2 計時器與定時器\t248
6．3 Futex系統(tǒng)調(diào)用\t256
6．4 C-State\t263
第7章 內(nèi)存管理\t275
7．1 地址空間\t275
7．1．1 64位Linux地址空間\t275
7．1．2 32位Linux地址空間\t276
7．2 尋址\t280
7．2．1 64位下的尋址\t280
7．2．2 Intel的硬件四級尋址過程\t284
7．2．3 操作系統(tǒng)的頁狀態(tài)和權限控制\t291
7．2．4 頁框回收算法\t293
7．2．5 段寄存器\t301
7．3 堆內(nèi)存管理\t306
7．3．1 用戶空間與內(nèi)核空間的堆內(nèi)存管理\t306
7．3．2 Buddy思想與Slab思想\t307
7．3．3 內(nèi)存回收（PFRA）\t314
7．3．4 BDI\t316
第8章 存儲\t319
8．1 VFS\t319
8．1．1 文件句柄與文件描述符表\t319
8．1．2 _alloc_fd、fd_install、dup2與close_on_exec\t322
8．1．3 open系統(tǒng)調(diào)用\t325
8．1．4 flock文件鎖與文件內(nèi)容鎖\t328
8．2 通用塊層\t339
8．2．1 通用塊層功能概覽\t339
8．2．2 bio和bio_set\t342
8．2．3 request和request_queue\t343
8．2．4 電梯算法\t345
8．3 緩存層\t354
8．3．1 Linux與Windows在緩存設計上的不同\t354
8．3．2 Linux下的緩存機制\t355
8．4 文件系統(tǒng)與Ext4\t362
8．4．1 Linux文件系統(tǒng)的特性與框架\t362
8．4．2 文件系統(tǒng)的種類\t367
8．4．3 文件系統(tǒng)的抽象：VFS\t372
8．4．4 Ext4文件系統(tǒng)實踐\t375
8．5 預讀機制\t383
8．5．1 預讀機制框架\t383
8．5．2 預讀算法\t388
第9章 套接字（socket）\t393
9．1 socket概覽\t393
9．1．1 socket類型與接口\t394
9．1．2 Linux socket連接模型\t397
9．1．3 Linux socket的鎖\t398
9．1．4 epoll\t400
9．2 Netlink\t402
9．2．1 Netlink消息格式\t402
9．2．2 Netlink功能模塊\t406
9．2．3 genetlink的使用\t408
9．2．4 inet_diag模塊\t410
9．2．5 RTNETLINK\t414
9．3 BPF與eBPF\t418
9．3．1 BPF\t419
9．3．2 eBPF\t422
第10章 網(wǎng)絡\t430
10．1 網(wǎng)絡架構\t430
10．2 IP\t434
10．2．1 路由條目的意義\t434
10．2．2 IP管理\t437
10．2．3 IP隧道\t439
10．3 TCP\t446
10．3．1 TCP的無損特性\t446
10．3．2 TCP的連接狀態(tài)\t447
10．3．3 TCP擁塞控制\t452
10．4 負載均衡\t460
10．4．1 負載均衡的核心技術點\t460
10．4．2 四層負載均衡常見架構\t461
10．4．3 一致性哈希和分布式哈希\t463
10．5 網(wǎng)絡服務質量與安全性\t465
10．5．1 TCP安全性\t465
10．5．2 QoS\t469
10．5．3 NAT\t472
10．6 netfilter\t475
第11章 設備管理\t479
11．1 設備模型\t479
11．1．1 sys文件系統(tǒng)\t479
11．1．2 設備變化通知用戶端\t484
11．1．3 設備類型\t485
11．2 tty子系統(tǒng)\t491
11．2．1 tty框架與ttyS硬件\t491
11．2．2 terminal硬件\t493
11．2．3 tty結構\t494
11．2．4 getty、login與shell\t496
11．2．5 /dev/ptmx與/dev/pts/n\t496
11．2．6 SSH\t501
11．3 PCI與USB\t502
11．3．1 PCI\t502
11．3．2 USB\t510
第12章 二進制\t516
12．1 二進制原理\t516
12．1．1 編譯、鏈接與執(zhí)行\(zhòng)t516
12．1．2 裸程序\t518
12．1．3 加載器\t519
12．1．4 鏈接過程\t523
12．2 ELF格式\t525
12．2．1 ABI\t525
12．2．2 ELF\t529
12．3 函數(shù)調(diào)用約定\t547
12．4 二進制安全\t552