Linux内核完全剖析: 基于0.12内核

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第1章  概述
1.1  Linux的诞生和发展
UNIX操作系统的诞生
MINIX操作系统
GNU计划
POSIX标准
Linux操作系统的诞生
Linux操作系统版本的变迁
Linux名称的由来
早期Linux系统开发的主要贡献者
1.2内容综述
1.3本章小结
第2章  微型计算机组成结构
2.1微型计算机组成原理
2.2  I／O端口寻址和访问控制方式
I／O端口和寻址
接口访问控制
2.3主存储器、BIOS和CMOS存储器
主存储器
基本输入／输出程序BIOS
CMOS存储器
2.4控制器和控制卡
中断控制器
DMA控制器
定时／计数器
键盘控制器
串行控制卡
显示控制
软盘和硬盘控制器
2.5本章小结
第3章  内核编程语言和环境
3.1  as86汇编器
as86汇编语言语法
as86汇编语言程序
as86汇编语言程序的编译和链接
as86和ld86使用方法和选项
3.2  GNU as汇编
编译as汇编语言程序
as汇编语法
指令语句、操作数和寻址
区与重定位
符号
as汇编命令
编写16位代码
AS汇编器命令行选项
3.3  C语言程序
C程序编译和链接
嵌入汇编
圆括号中的组合语句
寄存器变量
内联函数
3.4  C与汇编程序的相互调用
C函数调用机制
在汇编程序中调用C函数
在C程序中调用汇编函数
3.5  Linux 0.12目标文件格式
目标文件格式
Linux 0.12中的目标文件格式
链接程序输出
链接程序预定义变量
System.map文件
3.6  Make程序和Makefile文件
Makefile文件内容
Makefile文件中的规则
Makefile文件示例
make处理Makefile文件的方式
Makefile中的变量
让make自动推断命令
隐含规则中的自动变量
3.7本章小结
第4章  80x86保护模式及其编程
4.1  80x86系统寄存器和系统指令
标志寄存器
内存管理寄存器
控制寄存器
系统指令
4.2保护模式内存管理
内存寻址
地址变换
保护
4.3分段机制
段的定义
段描述符表
段选择符
段描述符
代码和数据段描述符类型
系统描述符类型
4.4分页机制
页表结构
页表项格式
虚拟存储
4.5保护
段级保护
访问数据段时的特权级检查
代码段之间转移控制时的特权级检查
页级保护
组合页级和段级保护
4.6中断和异常处理
异常和中断向量
中断源和异常源
异常分类
程序或任务的重新执行
开启和禁止中断
异常和中断的优先级
中断描述符表
IDT描述符
异常与中断处理
中断处理任务
错误码
4.7任务管理
任务的结构和状态
任务的执行
任务管理数据结构
任务切换
任务链
任务地址空间
4.8保护模式编程初始化
进入保护模式时的初始化操作
模式切换
4.9一个简单的多任务内核实例
多任务程序结构和工作原理
引导启动程序boot.s
多任务内核程序head.s
第5章  Linux内核体系结构
5.1  Linux内核模式
5.2  Linux内核系统体系结构
5.3  Linux内核对内存的管理和使用
物理内存
内存地址空间概念
内存分段机制
内存分页管理
CPU多任务和保护方式
虚拟地址、线性地址和物理地址之间的关系
用户申请内存的动态分配
5.4中断机制
中断操作原理
80x86微机的中断子系统
中断向量表
Linux内核的中断处理
标志寄存器的中断标志
5.5  Linux的系统调用
系统调用接口
系统调用处理过程
Linux系统调用的参数传递方式
5.6系统时间和定时
系统时间
系统定时
5.7  Linux进程控制
任务数据结构
进程运行状态
进程初始化
创建新进程
进程调度
终止进程
5.8  Linux系统中堆栈的使用方法
初始化阶段
任务的堆栈
任务内核态堆栈与用户态堆栈之间的切换
5.9  Linux 0.12采用的文件系统
5.10 Linux内核源代码的目录结构
内核主目录linux
引导启动程序目录boot
文件系统目录fs
头文件主目录include
内核初始化程序目录init
内核程序主目录kernel
内核库函数目录lib
内存管理程序目录mm
编译内核工具程序目录tools
5.11内核系统与应用程序的关系
5.12  linux／Makefile文件
功能描述
代码注释
5.13本章小结
第6章  引导启动程序
6.1总体功能
6.2  bootsect.S程序
功能描述
代码注释
其他信息
6.3  setup.S程序
功能描述
代码注释
其他信息
6.4  head.s程序
功能描述
代码注释
其他信息
6.5本章小结
第7章  初始化程序
7.1  main.c程序
功能描述
代码注释
其他信息
7.2环境初始化工作
7.3本章小结
第8章  内核代码
8.1总体功能
中断处理程序
系统调用处理相关程序
其他通用类程序
8.2  asm.s程序
功能描述
代码注释
Intel保留中断向量的定义
8.3  traps.c程序
功能描述
代码注释
8.4  sys call.s程序
功能描述
代码注释
其他信息
8.5  mktime.c程序
功能描述
代码注释
闰年的计算方法
8.6  sched.c程序
功能描述
代码注释
其他信息
8.7  signal.c程序
功能描述
代码注释
进程信号说明
8.8  exit.c程序
功能描述
代码注释
8.9  fork.c程序
功能描述
代码注释
任务状态段信息
8.10 sys.c程序
功能描述
代码注释
8.11  vsprintf.c程序
功能描述
代码注释
vsprintf（）的格式字符串
与当前版本的区别
8.12  printk.c程序
功能描述
代码注释
8.13  panic.c程序
功能描述
代码注释
8.14本章小结
第9章  块设备驱动程序
9.1总体功能
块设备请求项和请求队列
块设备访问调度处理
块设备操作方式
9.2  blk.h文件
功能描述
代码注释
9.3  hd.c程序
功能描述
代码注释
其他信息
9.4  ll_rw_blk.c程序
功能描述
代码注释
9.5  ramdisk.c程序
功能描述
代码注释
9.6  floppy.c程序
功能描述
代码注释
其他信息
第10章  字符设备驱动程序
10.1总体功能
终端驱动程序基本原理
Linux支持的终端设备类型
终端基本数据结构
规范模式和非规范模式
控制台终端和串行终端设备
终端驱动程序接口
10.2  keyboard.S程序
功能描述
代码注释
其他信息
10.3  console.c程序
功能描述
代码注释
其他信息
10.4  serial.c程序
功能描述
代码注释
异步串行通信控制器UART
10.5  rs_io.s程序
功能描述
代码注释
10.6  tty_io.c程序
功能描述
代码注释
控制字符VTIME、 VMIN
10.7  tty_ioctl.c程序
功能描述
代码注释
波特率与波特率因子
第11章  数学协处理器
11.1总体功能描述
浮点数据类型
数学协处理器功能和结构
11.2  math_emulate.c程序
功能描述
代码注释
11.3  error.c程序
功能描述
代码注释
11.4  ea.c程序
功能描述
代码注释
11.5  convert.c程序
功能描述
代码注释
11.6  add.c程序
功能描述
代码注释
11.7  compare.c程序
功能描述
代码注释
11.8  get_put.c程序
功能描述
代码注释
11.9  mul.c程序
功能描述
代码注释
11.10 div.c程序
功能描述
代码注释
第12章  文件系统
12.1总体功能
MINIX文件系统
文件类型、属性和目录项
高速缓冲区
文件系统底层函数
文件中数据的访问操作
文件和目录管理系统调用
360KB软盘中文件系统实例分析
12.2  buffer.c程序
功能描述
代码注释
12.3  bitmap.c程序
功能描述
代码注释
12.4  truncate.c程序
功能描述
代码注释
12.5  inode.c程序
功能描述
代码注释
12.6  super.c程序
功能描述
代码注释
12.7  namei.c程序
功能描述
代码注释
12.8  file_table.c程序
功能描述
代码注释
12.9  block_dev.c程序
功能描述
代码注释
12.10 file_dev.c程序
功能描述
代码注释
12.11 pipe.c程序
功能描述
代码注释
12.12 char_dev.c程序
功能描述
代码注释
12.13  read_write.c程序
功能描述
代码注释
用户程序读写操作过程
12.14  open.c程序
功能描述
代码注释
12.15  exec.c程序
功能描述
代码注释
其他信息
12.16  stat.c程序
功能描述
代码注释
12.17  fcntl.c程序
功能描述
代码注释
12.18  ioctl.c程序
功能描述
代码注释
12.19  select.c程序
功能描述
代码注释
第13章  内存管理
13.1总体功能
内存分页管理机制
Linux中物理内存的管理和分配
Linux内核对线性地址空间的使用分配
页面出错异常处理
写时复制机制
需求加载机制
13.2  memory.c程序
功能描述
代码注释
13.3  page.s程序
功能描述
代码注释
页出错异常处理
13.4  swap.c程序
功能描述
代码注释
第14章  头文件
14.1  include／目录下的文件
14.2  a.out.h文件
功能描述
代码注释
a.out执行文件格式
14.3  const.h文件
功能描述
代码注释
14.4  ctype.h文件
功能描述
代码注释
14.5  errno.h文件
功能描述
代码注释
14.6  fcntl.h文件
功能描述
代码注释
14.7  signal.h文件
功能描述
文件注释
14.8  stdarg.h文件
功能描述
代码注释
14.9  stddef.h文件
功能描述
代码注释
14.10 string.h文件
功能描述
代码注释
14.11 termios.h文件
功能描述
代码注释
控制字符TIME和MIN
14.12  time.h文件
功能描述
代码注释
14.13  unistd.h文件
功能描述
代码注释
14.14  utime.h文件
功能描述
代码注释
14.15  include／asm／目录下的文件
14.16  io.h文件
功能描述
代码注释
14.17  memory.h文件
功能描述
代码注释
14.18  segment.h文件
功能描述
代码注释
14.19  system.h文件
功能描述
代码注释
14.20  include／linux／目录下的文件
14.21  config.h文件
功能描述
代码注释
14.22  fdreg.h头文件
功能描述
文件注释
14.23  fs.h文件
功能描述
代码注释
14.24  hdreg.h文件
功能描述
代码注释
硬盘分区表
14.25  head.h文件
功能描述
代码注释
14.26  kernel.h文件
功能描述
代码注释
14.27  mm.h文件
功能描述
代码注释
14.28  sched.h文件
功能描述
代码注释
14.29  sys.h文件
功能描述
代码注释
14.30  tty.h文件
功能描述
代码注释
14.31  include／sys／目录中的文件
14.32  param.h文件
功能描述
代码注释
14.33  resource.h文件
功能描述
代码注释
14.34  stat.h文件
功能描述
代码注释
14.35  time.h文件
功能描述
代码注释
14.36  times.h文件
功能描述
代码注释
14.37  types.h文件
功能描述
代码注释
14.38  utsname.h文件
功能描述
代码注释
14.39  wait.h文件
功能描述
代码注释
第15章  库文件
15.1  exit.c程序
功能描述
代码注释
相关信息
15.2  close.c程序
功能描述
代码注释
15.3  ctype.c程序
功能描述
代码注释
15.4  dup.c程序
功能描述
代码注释
15.5  errno.c程序
功能描述
代码注释
15.6  execve.c程序
功能描述
代码注释
15.7  malloc.c程序
功能描述
代码注释
15.8  open.c程序
功能描述
代码注释
15.9  setsid.c程序
功能描述
代码注释
15.10 string.c程序
功能描述
代码注释
15.11 wait.c程序
功能描述
代码注释
15.12 write.c程序
功能描述
代码注释
第16章  建造工具
16.1  build.c程序
功能描述
代码注释
16.2  MINIX可执行文件头部数据结构
第17章  实验环境设置与使用方法
17.1  Bochs仿真软件系统
设置Bochs系统
配置文件*.bxrc
17.2在Bochs中运行Linux 0.1x系统
软件包中文件说明
安装Bochs模拟系统
运行Linux 0.1x系统
17.3访问磁盘映像文件中的信息
使用WinImage工具软件
利用现有Linux系统
17.4编译运行简单内核示例程序
17.5利用Bochs调试内核
运行Bochs调试程序
定位内核中的变量或数据结构
17.6创建磁盘映像文件
利用Bochs软件自带的Image生成工具
在Linux系统下使用dd命令创建Image文件
利用WinImage创建DOS格式的软盘Image文件
17.7制作根文件系统
根文件系统和根文件设备
创建文件系统
Linux-0.12的Bochs配置文件
在hdc.img上建立根文件系统
使用硬盘Image上的根文件系统
17.8在Linux 0.12系统中编译0.12内核
17.9在Fedora系统中编译Linux 0.1 x内核
修改Makefile文件
修改汇编程序中的注释
内存位置对齐语句align值的修改
修改嵌入宏汇编程序
C程序变量在汇编语句中的引用表示
保护模式下调试显示函数
17.10内核引导启动＋根文件系统组成的集成盘
集成盘制作原理
集成盘的制作过程
运行集成盘系统
17.11利用GDB和Bochs调试内核源代码
编译带gdbstub的Bochs系统
编译带调试信息的Linux 0.1 x内核
调试方法和步骤
附录
附录A  ASCII码表
附录B  常用C0、 C1控制字符表
附录C  常用转义序列和控制序列
附录D  第1套键盘扫描码集
参考文献