庖丁解牛Linux內(nèi)核分析

第 1章　計算機工作原理 1
1.1 存儲程序計算機工作模型 1
1.2 x86-32匯編基礎(chǔ) 3
1.2.1　x86-32 CPU的寄存器 4
1.2.2　數(shù)據(jù)格式 6
1.2.3　尋址方式和常用匯編指令 7
1.2.4　匯編代碼范例解析 11
1.3 匯編一個簡單的C語言程序并分析其匯編指令執(zhí)行過程 13
1.4 單元測試題 26
1.5 實驗 27
第 2章　操作系統(tǒng)是如何工作的 29
2.1 函數(shù)調(diào)用堆棧 29
2.2 借助Linux內(nèi)核部分源代碼模擬存儲程序計算機工作模型及時鐘中斷 32
2.2.1　內(nèi)嵌匯編 32
2.2.2　虛擬一個x86的CPU硬件平臺 34
2.3 在mykernel基礎(chǔ)上構(gòu)造一個簡單的操作系統(tǒng)內(nèi)核 36
2.3.1　代碼范例 36
2.3.2　代碼分析 42
2.4 單元測試題 48
2.5 實驗 48
第3章　MenuOS的構(gòu)造 50
3.1 Linux內(nèi)核源代碼簡介 50
3.2 構(gòu)造一個簡單的Linux內(nèi)核 56
3.3 跟蹤調(diào)試Linux內(nèi)核的啟動過程 60
3.4 單元測試題 65
3.5 實驗 66
第4章　系統(tǒng)調(diào)用的三層機制（上） 67
4.1 用戶態(tài)、內(nèi)核態(tài)和中斷 67
4.2 系統(tǒng)調(diào)用概述 70
4.2.1　操作系統(tǒng)提供的API和系統(tǒng)調(diào)用的關(guān)系 70
4.2.2　觸發(fā)系統(tǒng)調(diào)用及參數(shù)傳遞方式 71
4.3 使用庫函數(shù)API和C代碼中嵌入?yún)R編代碼觸發(fā)同一個系統(tǒng)調(diào)用 72
4.3.1　使用庫函數(shù)API觸發(fā)一個系統(tǒng)調(diào)用 72
4.3.2　內(nèi)嵌匯編語法簡介 73
4.3.3　C代碼中嵌入?yún)R編代碼觸發(fā)一個系統(tǒng)調(diào)用 75
4.3.4　含兩個參數(shù)的系統(tǒng)調(diào)用范例 76
4.3.5　通用的觸發(fā)系統(tǒng)調(diào)用的庫函數(shù)syscall 78
4.4 單元測試題 79
4.5 實驗 80
第5章　系統(tǒng)調(diào)用的三層機制（下） 81
5.1 給MenuOS增加命令 81
5.2 使用gdb跟蹤系統(tǒng)調(diào)用內(nèi)核函數(shù)sys_time 83
5.3 系統(tǒng)調(diào)用在內(nèi)核代碼中的處理過程 85
5.3.1 中斷向量0x80和system_call中斷服務程序入口的關(guān)系 86
5.3.2 在system_call匯編代碼中的系統(tǒng)調(diào)用內(nèi)核處理函數(shù) 87
5.3.3 整體上理解系統(tǒng)調(diào)用的內(nèi)核處理過程 88
5.4 單元測試題 91
5.5 實驗 92
第6章　進程的描述和進程的創(chuàng)建 93
6.1 進程的描述 93
6.2 進程的創(chuàng)建 97
6.2.1 0號進程的初始化 98
6.2.2 內(nèi)存管理相關(guān)代碼 99
6.2.3 進程之間的父子、兄弟關(guān)系 100
6.2.4 保存進程上下文中CPU相關(guān)的一些狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 101
6.2.5 進程的創(chuàng)建過程分析 103
6.3 單元測試題 120
第7章　可執(zhí)行程序工作原理 122
7.1 ELF目標文件格式 122
7.1.1 ELF概述 122
7.1.2 ELF格式簡介 123
7.1.3 相關(guān)操作指令 128
7.2 程序編譯 129
7.2.1 預處理 129
7.2.2 編譯 130
7.2.3 匯編 131
7.2.4 鏈接 133
7.3 鏈接與庫 134
7.3.1 符號與符號解析 134
7.3.2 重定位 137
7.3.3 靜態(tài)鏈接與動態(tài)鏈接 139
7.4 程序裝載 143
7.4.1 程序裝載概要 143
7.4.2 fork與execve內(nèi)核處理過程 148
7.4.3 莊周夢蝶 153
7.4.4 小結(jié) 154
7.5 單元測試題 155
7.6 實驗 156
第8章　進程的切換和系統(tǒng)的一般執(zhí)行過程 158
8.1 進程調(diào)度的時機 158
8.1.1 硬中斷與軟中斷 158
8.1.2 進程調(diào)度時機 159
8.2 調(diào)度策略與算法 161
8.2.1 進程的分類 161
8.2.2 調(diào)度策略 162
8.2.3 CFS調(diào)度算法 164
8.3 進程上下文切換 165
8.3.1 進程執(zhí)行環(huán)境的切換 165
8.3.2 核心代碼分析 167
8.4 Linux系統(tǒng)的運行過程 172
8.5 Linux系統(tǒng)構(gòu)架與執(zhí)行過程概覽 174
8.5.1 Linux操作系統(tǒng)的構(gòu)架 174
8.5.2 ls命令執(zhí)行過程即涉及操作系統(tǒng)相關(guān)概念 175
8.6 進程調(diào)度相關(guān)源代碼跟蹤和分析 176
8.6.1 配置運行MenuOS系統(tǒng) 176
8.6.2 配置gdb遠程調(diào)試和設(shè)置斷點 177
8.6.3 使用gdb跟蹤分析schedule()函數(shù) 177
8.7 單元測試題 179