[正版] 奔跑吧Linux内核(第2版)卷1:基础架构 操作系统/系统开发 书籍

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基于Linux 5.0内核和ARM64/x86_64架构，修订，分析和总结大量项目经验。
基于GCC的“O0”选项编译的Linux5.0实验平台，通过大量实战案例、高频面试题，剖析Linux内核的源代码
基于Linux 5.0内核的源代码进行案例分析。
新增了ARM64架构等方面的内容。
涵盖实战案例，可操作性强。
相对于Linux 4.0内核，Linux 5.0内核中增加了很多新特性，并且内核的实现已经发生了很大变化。本书旨在介绍Linux内核中核心模块的实现，主要内容包括ARM64架构，ARM64在Linux内核中的实现，内存管理的理论知识和案例，以及进程管理的基础知识与案例等。本书适合Linux系统开发人员、嵌入式系统开发人员及Android开发人员阅读。

目　　录
第　1章 处理器架构　1
1.1　处理器架构介绍　3
1.1.1　精简指令集和复杂指令集　3
1.1.2　大/小端字节序　3
1.1.3　一条存储读写指令的
执行全过程　4
1.1.4　内存屏障产生的原因　8
1.1.5　高速缓存的工作方式　10
1.1.6　高速缓存的映射方式　11
1.1.7　组相联的高速缓存　13
1.1.8　PIPT和VIVT的区别　14
1.1.9　页表的创建和查询过程　17
1.1.10　TLB　21
1.1.11　MESI协议　21
1.1.12　高速缓存伪共享　26
1.1.13　高速缓存在Linux内核中的
应用　27
1.1.14　ARM的大/小核架构　28
1.1.15　高速缓存一致性和一致性
内存模型　30
1.1.16　高速缓存的回写策略和
替换策略　30
1.1.17　NUMA　31
1.1.18　ARM处理器设计　32
1.1.19　进展　33
1.2　ARM64架构　34
1.2.1　ARMv8-A架构　34
1.2.2　采用ARMv8架构的常见处理器
内核　35
1.2.3　ARMv8架构中的基本概念　35
1.2.4　ARMv8处理器执行状态　36
1.2.5　ARMv8支持的数据宽度　36
1.2.6　不对齐访问　37
1.3　ARMv8寄存器　37
1.3.1　通用寄存器　37
1.3.2　处理器状态　38
1.3.3　特殊寄存器　39
1.3.4　系统寄存器　41
1.4　A64指令集　42
1.4.1　常用的算术和搬移指令　42
1.4.2　乘法和除法指令　43
1.4.3　移位操作指令　45
1.4.4　位操作指令　45
1.4.5　条件操作　47
1.4.6　内存加载指令　48
1.4.7　多字节内存加载和存储指令　50
1.4.8　非特权访问级别的加载和存储
指令　50
1.4.9　内存屏障指令简介　51
1.4.10　独占内存访问指令　51
1.4.11　跳转与比较指令　52
1.4.12　异常处理指令　53
1.4.13　系统寄存器访问指令　54
1.5　GCC内联汇编　55
1.6　函数调用标准和栈布局　57
1.7　ARM64异常处理　59
1.7.1　异常类型　59
1.7.2　同步异常和异步异常　60
1.7.3　异常发生后的处理　60
第　2章 ARM64在Linux内核中的实现　62
2.1　ARM64内存管理　63
2.1.1　页表　63
2.1.2　页表映射　64
2.1.3　页表项描述符　65
2.1.4　Linux内核中的页表　68
2.1.5　ARM64内核内存分布　74
2.1.6　案例分析：ARM64的页表映射
过程　78
2.2　高速缓存管理　84
2.3　TLB管理　87
2.4　内存属性　90
2.4.1　内存属性　91
2.4.2　高速缓存共享属性　94
2.5　内存屏障　95
2.5.1　内存屏障指令　95
2.5.2　加载-获取屏障原语与存储-
释放屏障原语　96
2.6　Linux内核汇编代码分析　97
2.6.1　链接文件基础知识　97
2.6.2　vmlinux.lds.S文件分析　99
2.6.3　启动汇编代码　102
2.6.4　创建恒等映射和内核映像
映射　106
2.6.5　__cpu_setup函数分析　114
2.6.6　__primary_switch函数分析　117
2.7　关于页表的常见疑问　120
2.7.1　关于下一级页表基地址　121
2.7.2　软件遍历页表　121
第3章　内存管理之预备知识　124
3.1　从硬件角度看内存管理　126
3.1.1　内存管理的“远古时代”　126
3.1.2　分段机制　127
3.1.3　分页机制　128
3.1.4　虚拟地址到物理地址的
转换　128
3.2　从软件角度看内存管理　129
3.2.1　从Linux系统使用者的角度看
内存管理　129
3.2.2　从Linux应用程序开发人员的
角度看内存管理　130
3.2.3　从内存分布的角度看
内存管理　131
3.2.4　从进程的角度看内存管理　131
3.2.5　从Linux内核的角度看
内存管理　135
3.3　物理内存管理之预备知识　136
3.3.1　内存架构之UMA和NUMA　136
3.3.2　内存管理之数据结构　138
3.3.3　内存大小　140
3.3.4　物理内存映射　141
3.3.5　zone初始化　143
3.3.6　空间划分　145
3.3.7　物理内存初始化　146
第4章　物理内存与虚拟内存　152
4.1　页面分配之快速路径　153
4.1.1　分配物理页面的接口函数　154
4.1.2　分配掩码　155
4.1.3　alloc_pages()函数　158
4.1.4　get_page_from_freelist()函数　162
4.1.5　zone_watermark_fast()函数　164
4.1.6　rmqueue()函数　165
4.1.7　释放页面　167
4.1.8　小结　170
4.2　slab分配器　170
4.2.1　slab分配器产生的背景　170
4.2.2　创建slab描述符　173
4.2.3　slab分配器的内存布局　176
4.2.4　配置slab描述符　178
4.2.5　分配slab对象　180
4.2.6　释放slab缓存对象　183
4.2.7　slab分配器和伙伴系统的接口
函数　185
4.2.8　管理区　185
4.2.9　kmalloc()　188
4.2.10　小结　189
4.3　vmalloc()　190
4.4　虚拟内存管理之进程地址空间　194
4.4.1　进程地址空间　194
4.4.2　mm_struct数据结构　195
4.4.3　VMA数据结构　197
......

本书基于Linux 5.0内核的源代码讲述Linux内核中核心模块的实现。本书共9章，主要内容包括处理器架构、ARM64在Linux内核中的实现、内存管理之预备知识、物理内存与虚拟内存、内存管理之主题、内存管理之实战案例、进程管理之基本概念、进程管理之调度和负载均衡、进程管理之调试与案例分析。
本书适合Linux系统开发人员、嵌入式系统开发人员及Android开发人员阅读，也可供计算机相关专业的师生阅读。

笨叔，Linux内核爱好者，出版过《奔跑吧Linux内核》《奔跑吧 Linux内核 入门篇》。创建了奔跑吧Linux社区，为广大Linux爱好者布道。