第1章 操作系统总览
1.1 操作系统简介
1.2 如何形成一个内核
1.3 主要操作系统与Linux的对比
1.3.1 Linux和Android
1.3.2 Windows下Linux运行环境的发展
1.3.3 Fuchsia OS与Windows、Linux的对比
第2章 系统结构
2.1 Linux内核整体结构
2.1.1 内核模块
2.1.2 内核符号表
2.2 Linux内核数据结构
2.2.1 链表与哈希表
2.2.2 双向链表
2.3 hlist
2.3.1 llist
2.3.2 树与IDR
2.3.3 xarray
第3章 锁与系统调用
3.1 原子操作
3.1.1 内存一致性
3.1.2 原子类型定义
3.1.3 cmpxchg实现
3.2 引用计数
3.3 自旋锁
自旋锁的性能
3.4 读写锁与顺序锁
3.5 信号量
3.6 读写信号量
3.6.1 获得读锁
3.6.2 锁状态与锁交接
3.6.3 锁持有
3.6.4 等待链表
3.6.5 读锁慢速路径
3.7 互斥锁
3.8 RCU锁
3.8.1 RCU锁基本接口
3.8.2 grace period等待
3.8.3 SRCU
3.8.4 RCU锁、读写锁与顺序锁对比
3.8.5 hlist中的RCU锁
3.8.6 reuseport中的RCU锁
3.9 引用计数
percpu-ref
第4章 信号、中断与系统调用
4.1 信号
4.1.1 Linux信号处理机制的设计
4.1.2 Windows的Event语义设计
4.2 中断
4.2.1 IDT（中断描述符表）
4.2.2 IPI中断
4.3 系统调用
4.3.1 系统调用原理
4.3.2 vsyscall与VDSO
4.3.3 系统调用截断
第5章 Linux系统的启动与进程
5.1 Linux启动过程的组件
5.1.1 启动过程相关组件
5.1.2 最小系统的制作和启动
5.2 内核启动流程：EFI stub
5.3 进程
5.3.1 进程概述
5.3.2 进程内存和PID
5.3.3 进程生命周期
第6章 调度
6.1 任务调度
6.1.1 调度优先级
6.1.2 上下文切换
6.1.3 运行队列与调度类
6.1.4 调度域、调度组与调度实体
6.1.5 TTWU（唤醒）
6.2 时钟
6.2.1 时钟概念
6.2.2 计时器与定时器
6.3 Futex系统调用
6.4 C-State
第7章 内存管理
7.1 地址空间
7.1.1 64位Linux地址空间
7.1.2 32位Linux地址空间
7.2 寻址
7.2.1 64位下的寻址
7.2.2 Intel的硬件四级寻址过程
7.2.3 操作系统的页状态和权限控制
7.2.4 页框回收算法
7.2.5 段寄存器
7.3 堆内存管理
7.3.1 用户空间与内核空间的堆内存管理
7.3.2 Buddy思想与Slab思想
7.3.3 内存回收（PFRA）
7.3.4 BDI
第8章 存储
8.1 VFS
8.1.1 文件句柄与文件描述符表
8.1.2 _alloc_fd、fd_install、dup2与close_on_exec
8.1.3 open系统调用
8.1.4 flock文件锁与文件内容锁
8.2 通用块层
8.2.1 通用块层功能概览
8.2.2 bio和bio_set
8.2.3 request和request_queue
8.2.4 电梯算法
8.3 缓存层
8.3.1 Linux与Windows在缓存设计上的不同
8.3.2 Linux下的缓存机制
8.4 文件系统与Ext
8.4.1 Linux文件系统的特性与框架
8.4.2 文件系统的种类
8.4.3 文件系统的抽象：VFS
8.4.4 Ext4文件系统实践
8.5 预读机制
8.5.1 预读机制框架
8.5.2 预读算法
第9章 套接字（socket）
9.1 socket概览
9.1.1 socket类型与接口
9.1.2 Linux socket连接模型
9.1.3 Linux socket的锁
9.1.4 epoll
9.2 Netlink
9.2.1 Netlink消息格式
9.2.2 Netlink功能模块
9.2.3 genetlink的使用
9.2.4 inet_diag模块
9.2.5 RTNETLINK
9.3 BPF与eBPF
9.3.1 BPF
9.3.2 eBPF
第10章 网络
10.1 网络架构
10.2 IP
10.2.1 路由条目的意义
10.2.2 IP管理
10.2.3 IP隧道
10.3 TCP
10.3.1 TCP的无损特性
10.3.2 TCP的连接状态
10.3.3 TCP拥塞控制
10.4 负载均衡
10.4.1 负载均衡的核心技术点
10.4.2 四层负载均衡常见架构
10.4.3 一致性哈希和分布式哈希
10.5 网络服务质量与安全性
10.5.1 TCP安全性
10.5.2 QoS
10.5.3 NAT
10.6 netfilter
第11章 设备管理
11.1 设备模型
11.1.1 sys文件系统
11.1.2 设备变化通知用户端
11.1.3 设备类型
11.2 tty子系统
11.2.1 tty框架与ttyS硬件
11.2.2 terminal硬件
11.2.3 tty结构
11.2.4 getty、login与shell
11.2.5 /dev/ptmx与/dev/pts/n
11.2.6 SSH
11.3 PCI与USB
11.3.1 PCI
11.3.2 USB
第12章 二进制
12.1 二进制原理
12.1.1 编译、链接与执行
12.1.2 裸程序
12.1.3 加
刘京洋，从事Linux内核相关研发十余年，工作内容包括对内核子系统的实际产业应用。尤其擅长网络研发与性能调优，对Linux之外的操作系统同样兴趣浓厚。目前，在腾讯前沿技术中心从事云游戏研发工作。
"身处这巨变的世界，有人选择做观众，有人选择做棋手。这是操作系统领域难得的一本基础的工具型技术手册，文字和代码不仅体现了作者在技术上的高度，而且体现出作者在科技创新领域的担当与高维度思考。我从事科技创新领域的风投工作已有十余年，见到的成果大部分都是具体技术从书架到货架的过程，而本书作者放弃在商业领域的机遇，选择十年如一日地在操作系统国产化道路上耕耘，向作者及所有坚持科技底层创新的工程师致敬！期待读者通过本书进入“棋手”的世界，共筑中国科技底层创新之路！ 孙德寿 温氏投资董事总经理 本书作者有多年内核研发经验，对Linux 内核架构、原理、机制进行了深入解读。和业界同类书相比，本书在剖析代码的同时增加了很多实战案例，相信无论是对内核工程师还是爱好者都大有裨益。 代雷 华为RTOS首席架构师 京洋在读书期间就已展现出对计算机系统底层架构的浓厚兴趣和超强理解力，工作后更是在行业内深耕实战多年，希望他的这部“心血之作”可以为你打开一扇思维之门，洞见计算机世界！ 黄晓 中山大学副教授 作者在Linux内核方面有着多年的研究和实践经验，对内核各个子模块的设计与原理进行了很好清晰的阐述，可以很好地帮助读者阅读Linux内核源码。本书对内核4.x、5.x等新版本在各个模块上的改进点及改进原因做了详细的解读和说明，对从事相关软件开发工作的读者会有很大的帮助。 孙汉标 小米路由软件研发负责人，Linux内核与驱动专家 "
本书主要描述Linux系统的总体框架和设计思想，包含很多可以直接操作的实例。编写本书的目的是希望读者对Linux系统背后的逻辑有一个全面的了解。本书对比较核心且常用的技术点有更加深入的解释，对实际使用Linux系统工作大有裨益，同时，选择重点的方向进行源码级深度分析，包含大量的案例，而且增加了与Windows同类操作系统的对比，涉及Fuchsia OS和Android系统的一些实现，对操作系统的描述更清晰。 本书适合Linux系统开发人员、嵌入式系统开发人员阅读，也可供计算机相关专业的师生阅读。
"（1）解释透彻。Linux发展至今已经超过25年，源代码融合了不同时期的演进和变化，回顾当时的背景，有助于清晰了解源代码作者的意图和目标。 （2）实践性强。本书中的很多案例都可以作为实验，感兴趣的读者可在单机环境或者虚拟机环境完成。"
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