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Linux内核探秘

Linux内核探秘
深入解析文件系统和设备驱动的架构与设计

高剑林 著
架构 Linux
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  本书从工业需求角度出发,注重效率和实用性,是帮助内核研发及调试、驱动开发等领域工程师正确认识并高效利用Linux内核的难得佳作!作者是腾讯公司资深的Linux内核专家和存储系统专家,在该领域工作和研究的10余年间,面试了数百位Linux内核工程师,深知学习Linux内核过程中经常遇到的困惑,以及在工作中容易犯的错误。基于这些原因作者撰写了本书。本书出发点和写作方式可谓独辟蹊径,将Linux内核分为两个维度,一是基础部分和应用部分,二是内核架构和内核实现,将两个维有机统一,深入分析了Linux内核的文件系统、设备驱动的架构设计与实现原理。
全书在逻辑上分为三部分:第一部分(第1~2章)首先将内核层划分为基础层和应用层,讲解了基础层包含的服务和数据结构,以及应用层包含的各种功能,然后对文件系统的架构进行了提纲挈领的介绍,为读者学习后面的知识打下基础;第二部分(第3~9章)从设备到总线到驱动,逐步深入,剖析了设备的总体架构、为设备服务的特殊文件系统sysfs、字符设备和input设备、platform总线、serio总线、PCI总线、块设备的实现原理和工作机制;第三部分(第10~13章)对文件系统的读写机制进行了深入分析,最后通过一个真实文件系统ext2,复习本书所有知识点。

前 言   
第1章 内核的基础层和应用层   
1.1 内核基础层提供的服务   
1.2 内核基础层的数据结构   
1.3 内核应用层   
1.4 从Linux内核源码结构纵览内核   
1.5 内核学习和应用的四个阶段   
1.6 本章小结   
第2章 文件系统   
2.1 文件系统的基本概念   
2.2 文件系统的架构   
2.3 从代码层次深入分析文件系统   
2.4 本章小结   
第3章 设备的概念和总体架构   
3.1 设备的配置表   
3.2 访问设备寄存器和设备内存   
3.3 设备中断和DMA   
3.4 总线对设备的扫描   
3.5 设备驱动管理   
3.6 本章小结   
第4章 为设备服务的特殊文件系统sysfs   
4.1 文件和目录的创建   
4.2 sysfs文件的打开操作   
4.3 sysfs文件的读写   
4.4 kobject结构   
4.5 本章小结   
第5章 字符设备和input设备   
5.1 文件如何变成设备   
5.2 input设备的注册   
5.3 input设备架构   
5.4 本章小结   
第6章 platform总线   
6.1 从驱动发现设备的过程   
6.2 从设备找到驱动的过程   
6.3 本章小结   
第7章 serio总线   
7.1 什么是总线适配器   
7.2 向serio总线注册设备   
7.3 虚拟键盘驱动   
7.4 键盘中断   
7.5 本章小结   
第8章 PCI总线   
8.1 深入理解PCI总线   
8.2 PCI设备扫描过程   
8.3 本章小结   
第9章 块设备   
9.1 块设备的架构   
9.2 块设备创建的过程分析   
9.3 块设备文件系统   
9.4 块设备的打开流程   
9.5 本章小结   
第10章 文件系统读写   
10.1 page cache机制   
10.2 文件预读   
10.3 文件锁   
10.4 文件读过程代码分析   
10.5 读过程返回   
10.6 文件写过程代码分析   
10.7 本章小结   
第11章 通用块层和scsi层   
11.1 块设备队列   
11.2 硬盘HBA抽象层   
11.3 I/O的顺序控制   
11.4 I/O调度算法   
11.5 I/O的处理过程   
11.6 本章小结   
第12章 内核回写机制   
12.1 内核的触发条件   
12.2 内核回写控制参数   
12.3 定时器触发回写   
12.4 平衡写   
12.5 本章小结   
第13章 一个真实文件系统ext2   
13.1 ext2的硬盘布局   
13.2 ext2文件系统目录树   
13.3 ext2文件内容管理   
13.4 ext2文件系统读写   
13.5 本章小结   
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