從零開始寫Linux內核：一書學透核心原理與實現

定　價：￥99.00

作　者：	海納
出版社：	機械工業(yè)出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787111766445	出版時間：	2025-01-01	包裝：	平裝-膠訂
開本：	16開	頁數：		字數：

內容簡介

　　本書由知名編譯與操作系統(tǒng)專家海納撰寫，將沉淀20余年的Linux系統(tǒng)研究所得傾注書中。本書用不到1萬行代碼復現了Linux 0.12內核，打通了“古早”工具鏈障礙，模塊實現環(huán)環(huán)相扣，帶你穿透“迷霧”，窺見Linux系統(tǒng)設計的絢麗“天光”。本書共8章，從邏輯上分為四部分。第一部分（第1和2章）是基礎知識，介紹開發(fā)內核所需的基礎知識，包括開發(fā)環(huán)境和調試環(huán)境的搭建，以及i386保護模式等。第二部分（第3～6章）是核心模塊，逐步實現進程、中斷、系統(tǒng)調用、內存管理、字符設備驅動和塊設備驅動等模塊。第三部分（第7章）是文件系統(tǒng)，涵蓋Minix文件系統(tǒng)、管理inode、管理普通文件、管理目錄、文件鏈接、執(zhí)行程序等內容。第四部分（第8章）是系統(tǒng)服務接口，介紹一些重要的函數，這部分不是內核的主要部分，但為了讓shell程序正確地運行，這些函數也是必須實現的。

作者簡介

　　海納：華為編譯器開發(fā)高級工程師，目前投入鴻蒙系統(tǒng)開發(fā)語言ArkTS的開發(fā)。曾先后從事數據庫、操作系統(tǒng)和編譯器開發(fā)工作。著有圖書《自己動手寫Python虛擬機》，并撰寫了極客時間專欄“編程高手必學的內存知識”“手寫Python虛擬機”等。

圖書目錄

目錄
前言
第 1 章基礎知識和環(huán)境準備 1
1.1 操作系統(tǒng)概述 1
1.1.1 功能和架構 1
1.1.2 操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史 3
1.2 配置環(huán)境 5
1.2.1 配置開發(fā)環(huán)境 5
1.2.2 配置運行環(huán)境 6
1.3 第一個內核程序 9
1.3.1 打印 Hello World 9
1.3.2 開機引導程序 11
1.4 匯編語言 12
1.4.1 內嵌匯編 12
1.4.2 鏈接器的工作原理 16
1.4.3 初識 makefile 18
1.5 小結 21
第 2 章保護模式 22
2.1 進入保護模式前的準備 23
2.1.1 加載并執(zhí)行 setup 23
2.1.2 獲取硬件信息 27
2.2 內存管理 30
2.2.1 A20 地址線 31
2.2.2 全局描述符 31
2.2.3 頁表的原理 34
2.2.4 進入保護模式 38
2.3 中斷機制 46
2.3.1 中斷描述符表 46
2.3.2 可編程中斷控制器 48
2.3.3 特權級　50
2.4 時鐘中斷 52
2.4.1 初始化中斷控制芯片 52
2.4.2 設置中斷描述符表 53
2.4.3 重設全局描述符表 56
2.4.4 時鐘中斷實驗 57
2.5 小結 59
第 3 章進入內核 61
3.1 開啟分頁管理 61
3.1.1 設置頁表 61
3.1.2 設置棧指針 66
3.2 實現格式化打印67
3.2.1 初始化終端和控制臺 68
3.2.2 操作顯示控制器 72
3.2.3 支持換行和回車 75
3.2.4 格式化打印結果并輸出 81
3.3 設置內存和陷阱處理 92
3.3.1 初始化內存管理 92
3.3.2 初始化系統(tǒng)調用 94
3.3.3 處理 CPU 異常 98
3.4 小結 107
第 4 章創(chuàng)建進程 108
4.1 創(chuàng)建 INIT 進程 108
4.1.1 創(chuàng)建進程控制塊 108
4.1.2 切換特權級 113
4.2 創(chuàng)建第二個進程 118
4.2.1 準備進程控制塊 119
4.2.2 復制進程控制塊 120
4.2.3 實現進程切換 122
4.3 第一個系統(tǒng)調用：fork 129
4.3.1 系統(tǒng)調用和中斷 129
4.3.2 定義 fork 函數 132
4.3.3 內存的寫時復制 135
4.3.4 處理頁保護中斷 142
4.3.5 完善調度器　145
4.4 小結 149
第 5 章支持字符設備150
5.1 支持鍵盤 150
5.1.1 鍵盤的工作原理 150
5.1.2 解析掃描碼　154
5.1.3 構建緩沖區(qū)　156
5.1.4 完善屏幕回顯功能 159
5.1.5 回顯字符 165
5.2 優(yōu)化輸入功能 170
5.2.1 控制臺和遠程終端 170
5.2.2 系統(tǒng)調用 read 函數 178
5.3 優(yōu)化輸出功能 181
5.3.1 向標準輸出寫字符串 181
5.3.2 ANSI 轉義序列 186
5.3.3 支持轉義序列 188
5.4 修改終端狀態(tài) 196
5.4.1 支持方向鍵　197
5.4.2 修改控制臺標志位 198
5.5 小結 203
第 6 章支持塊設備 204
6.1 硬盤的基本結構　204
6.1.1 初始化硬盤信息 204
6.1.2 硬盤分區(qū)表　208
6.1.3 硬盤控制器編程 214
6.1.4 設置硬盤中斷 217
6.2 管理緩沖區(qū) 221
6.2.1 初始化緩沖區(qū) 221
6.2.2 申請緩沖區(qū)　224
6.2.3 緩沖區(qū)相關的讀寫操作 230
6.3 硬盤驅動 237
6.3.1 讀寫硬盤　237
6.3.2 讀硬盤分區(qū)表 241
6.4 軟盤驅動 243
6.4.1 軟盤的工作原理 243
6.4.2 實現定時器　 246
6.4.3 DMA 讀寫 249
6.4.4 軟盤控制器　253
6.4.5 實現軟盤操作函數 263
6.5 小結 268
第 7 章文件系統(tǒng) 269
7.1 Minix 文件系統(tǒng) 269
7.1.1 Minix 文件系統(tǒng)的基本
結構 270
7.1.2 定義超級塊　270
7.1.3 初始化超級塊 272
7.2 管理 inode 275
7.2.1 文件的元信息 275
7.2.2 管理位圖 284
7.2.3 刪除文件 289
7.2.4 進程支持文件操作 291
7.2.5 目錄結構 295
7.3 管理普通文件 298
7.3.1 根據路徑查找 inode 298
7.3.2 打開文件 305
7.3.3 文件的讀操作 309
7.3.4 讀寫普通文件 312
7.4 管理目錄 316
7.4.1 創(chuàng)建目錄和文件 316
7.4.2 刪除目錄：rmdir 321
7.4.3 新建文件　325
7.5 文件鏈接 328
7.5.1 創(chuàng)建硬鏈接　328
7.5.2 創(chuàng)建軟鏈接　330
7.5.3 通過鏈接訪問文件 333
7.5.4 刪除文件鏈接 334
7.6 執(zhí)行程序 336
7.6.1 a.out 格式 337
7.6.2 執(zhí)行程序：execve 340
7.6.3 缺頁中斷 347
7.6.4 實驗：運行第一個可執(zhí)行
程序 353
7.7 小結 356
第 8 章系統(tǒng)服務接口358
8.1 POSIX 接口 358
8.1.1 時間管理 359
8.1.2 掛載文件系統(tǒng) 362
8.2 管理進程 364
8.2.1 信號處理 365
8.2.2 管道通信 371
8.2.3 進程同步 378
8.2.4 進程退出 380
8.3 構建 C 語言庫 383
8.4 小結 386
附錄顯示模式 387