庖丁解牛Linux內核分析

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 3
1.2.1　x86-32 CPU的寄存器 4
1.2.2　數(shù)據格式 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)調用堆棧 29
2.2 借助Linux內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基礎上構造一個簡單的操作系統(tǒng)內核 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的構造 50
3.1 Linux內核源代碼簡介 50
3.2 構造一個簡單的Linux內核 56
3.3 跟蹤調試Linux內核的啟動過程 60
3.4 單元測試題 65
3.5 實驗 66
第4章　系統(tǒng)調用的三層機制（上） 67
4.1 用戶態(tài)、內核態(tài)和中斷 67
4.2 系統(tǒng)調用概述 70
4.2.1　操作系統(tǒng)提供的API和系統(tǒng)調用的關系 70
4.2.2　觸發(fā)系統(tǒng)調用及參數(shù)傳遞方式 71
4.3 使用庫函數(shù)API和C代碼中嵌入匯編代碼觸發(fā)同一個系統(tǒng)調用 72
4.3.1　使用庫函數(shù)API觸發(fā)一個系統(tǒng)調用 72
4.3.2　內嵌匯編語法簡介 73
4.3.3　C代碼中嵌入匯編代碼觸發(fā)一個系統(tǒng)調用 75
4.3.4　含兩個參數(shù)的系統(tǒng)調用范例 76
4.3.5　通用的觸發(fā)系統(tǒng)調用的庫函數(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)調用內核函數(shù)sys_time 83
5.3 系統(tǒng)調用在內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系 86
5.3.2 在system_call匯編代碼中的系統(tǒng)調用內核處理函數(shù) 87
5.3.3 整體上理解系統(tǒng)調用的內核處理過程 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 內存管理相關代碼 99
6.2.3 進程之間的父子、兄弟關系 100
6.2.4 保存進程上下文中CPU相關的一些狀態(tài)信息的數(shù)據結構 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內核處理過程 148
7.4.3 莊周夢蝶 153
7.4.4 小結 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 進程調度的時機 158
8.1.1 硬中斷與軟中斷 158
8.1.2 進程調度時機 159
8.2 調度策略與算法 161
8.2.1 進程的分類 161
8.2.2 調度策略 162
8.2.3 CFS調度算法 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)構架與執(zhí)行過程概覽 174
8.5.1 Linux操作系統(tǒng)的構架 174
8.5.2 ls命令執(zhí)行過程即涉及操作系統(tǒng)相關概念 175
8.6 進程調度相關源代碼跟蹤和分析 176
8.6.1 配置運行MenuOS系統(tǒng) 176
8.6.2 配置gdb遠程調試和設置斷點 177
8.6.3 使用gdb跟蹤分析schedule()函數(shù) 177
8.7 單元測試題 179