ARM Linux內核源碼剖析

第一部分 ARM Linux內核——分析內核前需要做的準備
第1章 內核介紹及2．6版和3．2版之間的差異
1．1 內核的誕生、作用以及內部結構
1．1．1 Linus創(chuàng)造的Linux
1．1．2 由多種子系統(tǒng)集成運行的單內核
1．1．3 全世界最著名的通用操作系統(tǒng)
1．2 內核2．6版和3．2版之間的差異
第2章 內核構建系統(tǒng)
2．1 內核初始化
2．2 內核配置
2．3 內核構建
2．4 內核安裝
第3章 了解ARM處理器
3．1 處理器概要和特征
3．2 處理器架構與核心
3．3 處理器命名規(guī)則
3．4 處理器內部結構
3．5 處理器模式和寄存器
3．6 處理器異常
3．7 硬件擴展功能
3．7．1 緩存
3．7．2 內存管理裝置
3．7．3 協(xié)處理器
第4章 構建分析環(huán)境
4．1 下載并安裝Linux源內核
4．1．1 下載源內核
4．1．2 安裝源內核
4．2 安裝ctags+cscope
4．2．1 用ctags制作源代碼標簽
4．2．2 制作cscope標簽數(shù)據(jù)庫
4．3 vim插件下載及環(huán)境設置
4．3．1 下載vim插件
4．3．2 vim+plugin的環(huán)境結構
4．3．3 vim環(huán)境設置
4．4 查看源碼分析環(huán)境工具
第二部分 內核的啟動——start_kernel調用方法
第5章 準備解壓內核
5．1 進入啟動加載后結束首個啟動——start標簽
5．2 BSS系統(tǒng)域初始化——not_relocated標簽
5．3 激活緩存——cache_on標簽
5．4 頁目錄項初始化——__setup_mmu標簽
5．5 指令緩存激活及緩存策略適用——__common_mmu_cache_on標簽
第6章 從壓縮的內核zImage還原內核映像
6．1 解壓內核并避免覆寫——wont_overwrite、decompress_kernel標簽
6．2 調用已解壓內核——call_kernel標簽
6．3 緩存清理及清除——cache_clean_flush標簽
6．4 緩存禁用——cache_off標簽
第7章 調用start_kernel
7．1 初始化指向——stext標簽
7．2 處理器信息搜尋——__look_processor_type
7．2．1 __lookup_processor_type標簽
7．2．2 __proc_info_begin和__proc_info_end中保存的信息
7．2．3 在MMU禁用狀態(tài)下將虛擬地址轉換為物理地址
7．2．4 查找proc_info_list結構體并比較處理器信息
7．3 搜尋我的機型——__lookup_machine_type
7．3．1 __lookup_machine_type標簽
7．3．2 保存在__arch_info_begin和__arch_info_end中的machine_desc信息及訪問路徑
7．3．3 查找machine_desc結構體并比較機器信息
7．4 源自啟動加載項的atags——__vet_atags標簽
7．5 對虛擬內存進行基礎創(chuàng)建——__create_page_tables標簽
7．6 設置核心（core）——v6_setup標簽
7．7 打開MMU并使用虛擬地址——__enable_mmu/__turn_mmu_on標簽
7．8 跳轉至start_kernel——__mmap_switched 標簽
第三部分 內核的執(zhí)行——內核的起始與結束位置
第8章 start_setup_processor_id~lock_kernel
8．1 smp_setup_processor_id、lockdep_init、debug_objects_early_init
8．1．1 smp_setup_processor_id
8．1．2 lockdep_init
8．1．3 debug_objects_early_init
8．2 棧溢出感應——__boot_init_stack_canary
8．3 初始化提供進程集成方法的cgroup——__cgroup_init_early
8．3．1 cgroupfs_root和cgroup的關聯(lián)初始化——init_cgroup_root
8．3．2 初始化子系統(tǒng)——cgroup_init_subsys
8．4 禁用IRQ
8．5 early_boot_irqs_off、early_init_irq_lock_class
8．6 大內核鎖——lock_kernel
第9章 注冊針對時鐘事件的處理器
9．1 函數(shù)的聲明和定義——tick_init
9．2 注冊處理事件的處理器——_clockevents_register_notifier
9．2．1 為clockevents_lock添加自旋鎖
9．2．2 clockevents_chain生成原理
9．2．3 在clockevents_chain中注冊tick_notifier的方法
9．2．4 對clockevents_lock解除自旋鎖的原理
第10章 在CPU位圖中注冊當前運行CPU/初始化HIGHMEM管理
10．1 在包含熱插拔信息的位圖上添加執(zhí)行init_task的CPU——boot_cpu_init
10．2 管理高端內存——page_address_init
第11章 整體指向——setup_arch
第12章 unwind_init~early_trap_init
12．1 ?；厮荨猽nwind_init
12．2 求出包含機器信息的machine_desc結構體——setup_machine
12．3 處理ATAG信息——setup_arch
12．4 處理啟動參數(shù)——parse_cmdline
12．5 構建源代碼樹——request_standard_resources
12．6 初始化cpu possible位圖——smp_init_cpus
12．7 用棧指定各ARM異常模式——cpu_init
12．8 初始化以處理異?！猠arly_trap_init
12．9 查看中斷處理器函數(shù)
12．9．1 調用IRQ處理器——asm_do_IRQ
12．9．2 返回中斷之前——ret_to_user標簽
第13章 設置處理器—— setup_processor
13．1 查看setup_processor結構
13．2 查找CPU ID——read_cpuid_id
13．3 查找處理器信息——lookup_processor_type
13．4 查找處理器結構信息——cpu_architecture
13．5 查找處理器緩存類型_cacheid_init
13．6 調用處理器初始化函數(shù)——cpu_proc_init
第14章 準備內存分頁—— paging_init
14．1 查看paging_init的整體結構
14．2 設置內存類型表——build_mem_type_table
14．3 檢驗內存信息——sanity_check_meminfo
14．4 準備頁表——prepare_page_table
14．4．1 prepare_page_table
14．4．2 Linux的分頁結構
14．4．3 求出頁目錄項
14．4．4 pmd_clear
14．5 設備區(qū)域映射準備——devicemaps_init
14．6 準備使用高端內存——kmap_init
14．7 初始化零頁
14．7．1 分配內存——__alloc_bootmem_nopanic
14．7．2 在指定節(jié)點使用fallback分配內存——alloc_bootmem_core
14．7．3 將虛擬地址變換為page結構體——virt_to_page
14．8 保持數(shù)據(jù)緩存一致性——flush_dcache_page
第15章 在啟動時初始化內存分配器
15．1 bootmem函數(shù)流和數(shù)據(jù)結構
15．2 查看bootmem_init結構
15．3 查找虛擬內存盤位置——check_initrd
15．4 將節(jié)點的BANK信息反映到頁目錄——bootmem_init_node
15．4．1 map_memory_bank
15．4．2 bootmem_bootmap_pages
15．4．3 find_bootmap_pfn
15．4．4 node_set_online
15．4．5 NODE_DATA宏
15．4．6 init_bootmem_node
15．4．7 free_bootmem_node
15．4．8 reserve_bootmem_node
15．5 排除0號節(jié)點——reserve_node_zero
15．6 排除虛擬內存盤節(jié)點——bootmem_reserve_initrd
15．7 設置為無可用頁——bootmem_free_node
15．8 初始化free_area區(qū)域
15．8．1 free_area結構體
15．8．2 free_area_init_node
15．8．3 free_area_init_core
15．8．4 init_currently_empty_zone
15．8．5 memmap_init
第16章 mm_init_owner~preempt_disable
16．1 設置內存擁有者——mm_init_owner
16．2 保存命令行——setup_command_line
16．3 初始化per-cpu數(shù)據(jù)——setup_per_cpu_areas
16．4 求CPU個數(shù)——setup_nr_cpu_ids
16．5 注冊SMP上的啟動進程——smp_prepare_boot_cpu
16．6 初始化數(shù)據(jù)結構以使用調度程序——sched_init
16．6．1 為集合調度中使用的task_group的sched_entity結構體和runqueue結構體分配內存
16．6．2 初始化root_domain、rt_bandwidth、task_group相關數(shù)據(jù)結構
16．6．3 初始化系統(tǒng)上所有可用CPU的就緒隊列
16．6．4 初始化當前任務的調度相關值與注冊針對負載均衡的中斷處理器
16．7 允許內核搶占和阻止搶占——preempt_enable/preempt_disable
第17章 構建借用內存的后臺
17．1 在build_all_zonelists中操作的一些數(shù)據(jù)結構
17．2 查看build_all_zonelists結構
17．3 決定zone的列表方式——set_zonelist_order
17．4 構建備用列表和備用位圖——__build_all_zonelists
17．4．1 build_zonelists
17．4．2 build_zonelist_in_node_order
17．4．3 build_zonelists_in_zone_order
17．4．4 build_thisnode_zonelists
17．4．5 build_zonelists_cache
17．5 輸出備用列表信息——mminit_verify_zonelist
17．6 指定處理頁分配請求的節(jié)點——cpuset_init_current_mems_allowed
17．7 求空頁數(shù)——nr_free_pagecache_pages
17．8 頁移動性
第18章 page_alloc_init~pidhash_init
18．1 處理用于熱插拔CPU的頁——page_alloc_init
18．2 處理console參數(shù)——parse_early_param
18．3 處理特殊參數(shù)——parse_args
18．4 確認中斷處理是否激活——irqs_disable
18．5 內核異常列表定義——sort_main_extable
18．6 初始化RCU機制——rcu_init
18．7 準備使用IRQ——early_irq_init
18．8 初始化中斷——init_IRQ
18．9 構建迅速搜尋進程信息的結構——pidhash_init
第19章 init_timers~page_cgroup _init
19．1 初始化計時器——init_timers
19．1．1 timers_cpu_notify
19．1．2 register_cpu_notifier
19．1．3 open_softirq
19．2 初始化高分辨率計時器——hrtimers_init
19．3 注冊softirq的回調函數(shù)——softirq_init
19．4 設置xtime——timekeeping_init
19．5 初始化硬件計時器——time_init
19．6 初始化時鐘時間——sched_clock_init
19．7 激活CPU的中斷處理——local_irq_enable
19．8 檢測用作根文件系統(tǒng)的init虛擬內存盤
19．9 初始化以分配動態(tài)內存——vmalloc_init
19．10 預先初始化目錄項和索引節(jié)點緩存——vfs_caches_init_early
19．11 初始化cpuset子系統(tǒng)——cpuset_init_early
19．12 初始化內存子系統(tǒng)——page_cgroup_init
第20章 終止bootmem分配器并替換為伙伴系統(tǒng)
20．1 mem_init函數(shù)的調用關系及其與數(shù)據(jù)結構的相互關系
20．2 查看mem_init結構
20．3 記錄到不存在的內存位圖——free_unused_memmap_node
20．4 移交至普通空白頁伙伴系統(tǒng)——free_all_bootmem_node
20．4．1 register_page_bootmem_info_node
20．4．2 free_all_bootmem_core
20．4．3 __free_pages_bootmem
20．4．4 __free_pages
20．4．5 free_hot_cold_page
20．4．6 __free_pages_ok
20．5 移交到高端內存空白頁伙伴系統(tǒng)——free_area
第21章 初始化以支持CPU熱插拔
21．1 初始化cpu_hotplug成員變量——cpu_hotplug_init
21．2 CPU的聯(lián)機→脫機轉換處理
第22章 激活slab內存分配器——kmem_cache_init
22．1 slab分配器的概念及結構體
22．2 slab分配器的重要結構體——kmem_cache和kmem_list3
22．3 查看kmem_cache_init結構
22．4 初始化initkmem_list3〔〕、cache_cache、nodelist〔〕
22．5 連接kmem_list3數(shù)組并決定cache壓縮時間——set_up_list3s
22．6 求出用于cache擴展/壓縮的頁順序——cache_estimate
22．7 malloc_sizes和cache_names
22．8 生成cache——kmem_cache_create
22．8．1 kmem_cache_zalloc
22．8．2 calculate_slab_order
22．8．3 setup_cpu_cache
22．8．4 enable_cpucache
22．9 生成arraycache_init，kmem_list3 cache
22．10 用kmalloc函數(shù)分配的內存替代靜態(tài)分配的內存
第23章 kmem_trace_init~security_init
23．1 生成ID alloccator緩存——idr_init_cache
23．2 初始化pageset——setup_per_cpu_pageset
23．3 指定交叉節(jié)點——numa_policy_init
23．4 結束計時器初始化——late_time_init
23．5 測定BogoMIPS——calibrate_delay
23．6 制作位圖以分配進程識別符（ID）——pidmap_init
23．7 初始化優(yōu)先樹的數(shù)據(jù)結構——prio_tree_init
23．8 生成anon_vma slab緩存——anon_vma_init
23．9 為對象的每個用戶賦予資格——cred_init
23．10 初始化數(shù)據(jù)結構以使用fork函數(shù)——fork_init
23．11 初始化生成進程的緩存——proc_caches_init
23．12 初始化緩沖緩存——buffer_init
23．13 準備密鑰——key_init
第24章 初始化VFS中使用的多種緩存——vfs_cache_init
第25章 radix_tree_init~ftrace_init
25．1 基數(shù)樹相關數(shù)據(jù)結構初始化——radix_tree_init
25．2 準備使用信號——signals_init
25．3 注冊并掛載proc文件系統(tǒng)——proc_root_init
25．4 注冊未能初始化的子系統(tǒng)——cgroup_init
25．5 重置top_cpuset并注冊cpuset文件系統(tǒng)——cpuset_init
25．6 初始化任務統(tǒng)計信息接口——delayacct_init
25．7 為管理延遲信息做準備——delayacct_init
25．7．1 延遲審計
25．7．2 delayacct_init
25．7．3 task_delay_info結構體和delayacct_tsk_init
25．8 檢查寫緩沖一致性——check_bugs
第26章 同步內存與后備存儲——page write back
26．1 頁回寫機制
26．2 激活頁回寫——pdflush_init
26．3 pdflush線程
26．4 指定頁回寫函數(shù)
26．5 周期性頁回寫和強制性頁回寫回調函數(shù)調用方法
26．5．1 周期性頁回寫函數(shù)——wb_kupdate
26．5．2 強制性頁回寫函數(shù)——background_writeout
26．6 初始化周期性頁回寫
第27章 查看啟動內核的最終函數(shù)結構——rest_init
第28章 生成執(zhí)行函數(shù)的內核線程——kernel_thread
28．1 查看kernel_thread結構
28．2 生成處理器的網(wǎng)關——do_fork
28．3 復制父進程——copy_process
第29章 喚醒新生成的任務
29．1 查看wake_up_new_task結構
29．2 獲取任務的就緒隊列——task_rq_lock
29．3 改善任務的優(yōu)先順序——effective_prio
第30章 準備使用內核
30．1 將當前進程轉移到其他CPU——sched_init_smp
30．2 結束系統(tǒng)整體初始化——do_basic_setup
30．2．1 生成執(zhí)行rcu_sched_grace_period的線程——rcu_init_sched
30．2．2 生成events工作隊列——init_workqueues
30．2．3 初始化cpuset子系統(tǒng)的top_cpuset——cpuset_init_smp
30．2．4 生成khelper工作隊列——usermodehelper_init
30．2．5 初始化Linux的設備模型——driver_init
30．2．6 在proc文件系統(tǒng)注冊irq信息——init_irq_proc
30．2．7 調用內核未知子系統(tǒng)——do_initcalls
30．3 為初始化之后的操作做準備——init_post
第31章 內核線程守護進程
31．1 內核線程守護進程——kthreadd
31．2 忽略信號——ignore_signals
31．3 設置nice值——set_user_nice
31．4 搜索執(zhí)行任務的CPU——set_cpus_allowed_prt
31．5 搜索包含列表的實際結構體位置——list_entry
31．6 生成內核線程——create_kthread
第32章 find_task_by_pid_ns~cpu_idle
32．1 用PID搜索任務——find_task_by_pid_ns
32．2 解除BKL——unlock_kernel
32．3 將調度類變更為idle——init_idle_bootup_task
32．4 RCU機制激活完成通知——rcu_scheduler_starting
32．5 激活內核搶占——preempt_enable_no_resched
32．6 執(zhí)行進程調度表——schedule
32．7 Linux啟動萬里長征的終點——cpu_idle
附錄
附錄A 匯編語言、gas關鍵詞總結
附錄B 內核分析常見API
附錄C 淺談ext2文件系統(tǒng)
附錄D Linux線程模型
附錄E 鏈接器腳本文件結構
后記
索引