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Linux内核探秘：深入解析文件系统和设备驱动的架构与设计
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2022-01-24 09:56:39
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  • 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
      • 1.1.1　内核中使用内存
      • 1.1.2　内核中的任务调度
      • 1.1.3　软中断和tasklet
      • 1.1.4　工作队列
      • 1.1.5　自旋锁
      • 1.1.6　内核信号量
      • 1.1.7　原子变量
    • 1.2　内核基础层的数据结构
      • 1.2.1　双向链表
      • 1.2.2　hash链表
      • 1.2.3　单向链表
      • 1.2.4　红黑树
      • 1.2.5　radix树
    • 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
      • 2.1.1　什么是VFS
      • 2.1.2　超级块super_block
      • 2.1.3　目录项dentry
      • 2.1.4　索引节点inode
      • 2.1.5　文件
    • 2.2　文件系统的架构
      • 2.2.1　超级块作用分析
      • 2.2.2　dentry作用分析
      • 2.2.3　inode作用分析
      • 2.2.4　文件作用分析
    • 2.3　从代码层次深入分析文件系统
      • 2.3.1　一个最简单的文件系统aufs
      • 2.3.2　文件系统如何管理目录和文件
      • 2.3.3　文件系统的挂载过程
      • 2.3.4　文件打开的代码分析
    • 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
      • 4.1.1　sysfs文件系统的初始化
      • 4.1.2　sysfs文件系统目录的创建
      • 4.1.3　普通文件的创建
    • 4.2　sysfs文件的打开操作
      • 4.2.1　real_lookup函数详解
      • 4.2.2　为文件创建inode结构
      • 4.2.3　为dentry结构绑定属性
      • 4.2.4　调用文件系统中的open函数
    • 4.3　sysfs文件的读写
      • 4.3.1　读文件的过程分析
      • 4.3.2　写文件的过程分析
    • 4.4　kobject结构
      • 4.4.1　kobject和kset的关系
      • 4.4.2　kobject实例：总线的注册
    • 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
      • 5.1.1　init_special_inode函数
      • 5.1.2　def_chr_fops结构
    • 5.2　input设备的注册
      • 5.2.1　主从设备号
      • 5.2.2　把input设备注册到系统
      • 5.2.3　设备区间的登记
      • 5.2.4　注册字符设备
      • 5.2.5　打开input设备
    • 5.3　input设备架构
      • 5.3.1　注册input设备的驱动
      • 5.3.2　匹配input管理的设备和驱动
      • 5.3.3　注册input设备
    • 5.4　本章小结
  • 第6章　platform总线
    • 6.1　从驱动发现设备的过程
      • 6.1.1　驱动的初始化
      • 6.1.2　注册驱动
      • 6.1.3　为总线增加一个驱动
      • 6.1.4　驱动加载
      • 6.1.5　遍历总线上已经挂载的设备
    • 6.2　从设备找到驱动的过程
      • 6.2.1　注册设备和总线类型
      • 6.2.2　注册设备的资源
      • 6.2.3　增加一个设备对象
    • 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
      • 7.2.1　注册端口登记事件
      • 7.2.2　遍历总线的驱动
      • 7.2.3　注册input设备
    • 7.3　虚拟键盘驱动
      • 7.3.1　键盘驱动的初始化
      • 7.3.2　与设备建立连接
      • 7.3.3　启动键盘设备
      • 7.3.4　输入设备和主机系统之间的事件
    • 7.4　键盘中断
      • 7.4.1　q40kbd设备的中断处理
      • 7.4.2　serio总线的中断处理
      • 7.4.3　驱动提供的中断处理
    • 7.5　本章小结
  • 第8章　PCI总线
    • 8.1　深入理解PCI总线
      • 8.1.1　PCI设备工作原理
      • 8.1.2　PCI总线域
      • 8.1.3　PCI资源管理
      • 8.1.4　PCI配置空间读取和设置
    • 8.2　PCI设备扫描过程
      • 8.2.1　扫描0号总线
      • 8.2.2　扫描总线上的PCI设备
      • 8.2.3　扫描多功能设备
      • 8.2.4　扫描单个设备
      • 8.2.5　扫描设备信息
    • 8.3　本章小结
  • 第9章　块设备
    • 9.1　块设备的架构
      • 9.1.1　块设备、磁盘对象和队列
      • 9.1.2　块设备和通用磁盘对象的绑定
      • 9.1.3　块设备的队列和队列处理函数
    • 9.2　块设备创建的过程分析
      • 9.2.1　nbd驱动的初始化
      • 9.2.2　为通用磁盘对象创建队列成员
      • 9.2.3　将通用磁盘对象加入系统
    • 9.3　块设备文件系统
      • 9.3.1　块设备文件系统的初始化
      • 9.3.2　块设备文件系统的设计思路
    • 9.4　块设备的打开流程
      • 9.4.1　获取块设备对象
      • 9.4.2　执行块设备的打开流程
    • 9.5　本章小结
  • 第10章　文件系统读写
    • 10.1　page cache机制
      • 10.1.1　buffer I/O和direct I/O
      • 10.1.2　buffer head和块缓存
      • 10.1.3　page cache的管理
      • 10.1.4　page cache的状态
    • 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
      • 11.1.1　scsi块设备队列处理函数
      • 11.1.2　电梯算法和对象
    • 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
      • 11.4.1　noop调度算法
      • 11.4.2　deadline调度算法
    • 11.5　I/O的处理过程
      • 11.5.2　I/O出队列的过程分析
      • 11.5.3　I/O返回路径
    • 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
      • 12.3.1　启动定时器
      • 12.3.2　执行回写操作
      • 12.3.3　检查需要回写的页面
      • 12.3.4　回写超级块内的inode
    • 12.4　平衡写
      • 12.4.1　检查直接回写的条件
      • 12.4.2　回写系统脏页面的条件
      • 12.4.3　检查计算机模式
    • 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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