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第1章 概论1

1.1 初识Linux1

1.1.1 Linux的诞生1

1.1.2 Linux的发展1

1.2 Linux操作系统结构2

1.2.1 Linux的特性2

1.2.2 Linux的系统组成3

1.2.3 Linux与其他操作系统的区别5

1.3 Linux的内核源代码5

1.3.1 如何得到源代码5

1.3.2 源代码的目录体系5

1.3.3 源代码的解读6

1.4 本章小结8

第2章 进程管理9

2.1 Linux进程9

2.1.1 数据结构task/struct9

2.1.2 标识符12

2.1.3 时间和定时器13

2.2 Linux进程控制14

2.2.1 创建进程14

2.2.2 执行进程18

2.2.3 等待进程21

2.2.4 结束进程23

2.3 程序执行26

2.3.1 写时复制26

2.3.2 ELF可执行文件26

2.4 Linux进程调度28

2.4.1 调度原理28

2.4.2 多处理器系统中的调度30

2.4.3 Linux进程调度的实现31

2.4.4 重要函数分析35

2.5 Linux进程管理实例42

2.6 本章小结48

第3章 进程间通信机制49

3.1 信号49

3.1.1 信号机制49

3.1.2 信号处理51

3.1.3 实例54

3.2 管道55

3.2.1 管道的实现机制56

3.2.2 创建管道57

3.2.3 命名管道59

3.3 System V进程间通信机制64

3.3.1 消息队列65

3.3.2 信号量71

3.3.3 共享内存77

3.4 本章小结81

第4章 内存管理82

4.1 Linux内存管理体系结构82

4.1.1 Linux的地址空间82

4.1.2 地址转换技术82

4.1.3 Linux内存管理机制83

4.2 Linux分页机制84

4.2.1 页目录和页表84

4.2.2 页的分配和回收85

4.3 内存映射88

4.4 缺页处理90

4.5 交换机制92

4.5.1 物理页的换出92

4.5.2 页的换出和淘汰策略96

4.6 内存分配和回收96

4.6.1 分配与回收策略97

4.6.2 相关函数与具体操作97

4.6.3 应用实例98

4.7 Linux缓存与刷新机制99

4.7.1 Linux系统中的缓存99

4.7.2 刷新机制101

4.8 共享内存102

4.9 本章小结102

第5章 文件系统103

5.1 文件系统概述103

5.1.1 文件系统的发展103

5.1.2 文件系统描述104

5.1.3 文件描述符106

5.2 EXT2文件系统108

5.2.1 EXT2文件系统的特性108

5.2.2 EXT2文件系统的索引节点110

5.2.3 EXT2文件系统的超级块112

5.2.4 EXT2文件系统的组描述符115

5.2.5 EXT2文件系统的目录116

5.2.6 文件的查询117

5.3 虚拟文件系统118

5.3.1 VFS的超级块118

5.3.2 VFS索引节点120

5.3.3 Linux文件系统的控制123

5.4 文件系统中的缓存127

5.4.1 VFS中的索引节点缓存128

5.4.2 VFS中的目录缓存128

5.4.3 缓冲区缓存128

5.5 /proc文件系统131

5.6 特殊设备文件132

5.7 Linux文件系统操作及应用133

5.7.1 文件的打开与关闭133

5.7.2 文件的读写135

5.7.3 文件的定位136

5.7.4 文件的查询137

5.7.5 改变文件的属性137

5.7.6 目录文件属性138

5.8 Linux文件管理实例139

5.9 本章小结148

第6章 网络管理149

6.1 TCP/IP网络149

6.1.1 网络结构149

6.1.2 Linux中的网络管理150

6.2 BSD套接字接口150

6.2.1 BSD套接字151

6.2.2 socket通信152

6.3 INET套接字层154

6.3.1 创建BSD套接字154

6.3.2 绑定地址156

6.3.3 连接157

6.3.4 监听158

6.3.5 接受连接请求159

6.4 IP层160

6.4.1 套接字缓冲区160

6.4.2 数据包的发送165

6.4.3 数据包的接收166

6.4.4 数据包的分段167

6.5 地址解析协议168

6.6 IP路由169

6.6.1 路由缓存169

6.6.2 转发信息数据库170

6.7 Linux网络管理实例170

6.8 本章小结184

第7章 设备管理185

7.1 Linux设备管理概述185

7.2 PCI总线187

7.2.1 PCI总线结构187

7.2.2 PCI总线的地址管理189

7.2.3 PCI桥190

7.2.4 PCI数据结构190

7.3 设备中的内存管理192

7.3.1 设备内存地址192

7.3.2 对设备内存的操作193

7.3.3 直接内存访问195

7.4 中断195

7.4.1 可编程中断控制器196

7.4.2 Linux中断门197

7.4.3 硬件中断处理198

7.4.4 软中断201

7.5 Linux设备驱动程序203

7.5.1 设备驱动程序203

7.5.2 字符设备驱动程序205

7.5.3 块设备驱动程序208

7.6 硬盘212

7.6.1 硬盘分区212

7.6.2 硬盘驱动程序213

7.7 网络设备214

7.8 设备驱动程序的编程实例215

7.9 本章小结224

第8章 内核机制与内核模块225

8.1 内核机制225

8.1.1 Bottom Half控制225

8.1.2 任务队列228

8.1.3 定时器228

8.1.4 等待队列229

8.1.5 Buzz锁230

8.1.6 信号量231

8.2 内核模块232

8.2.1 模块简介232

8.2.2 装载模块234

8.2.3 卸载模块237

8.2.4 编写内核模块237

8.3 用户内核操作240

8.3.1 编译内核240

8.3.2 系统调用242

8.4 本章小结245

第9章 Linux初始化246

9.1 开机246

9.2 系统引导246

9.3 Linux系统初始化248

9.3.1 内核的初始化248

9.3.2 init进程249

9.4 关机252

9.5 本章小结252

附录A Linux数据结构254

附录B GNU通用公共许可证296