Разработка ядра Linux
О книге
Аннотация
В книге детально рассмотрены основные подсистемы и функции ядер Linux серии 2.6, включая особенности построения, реализации и соответствующие программны интерфейсы. Рассмотренные вопросы включают: планирование выполнения процессов, управление временем и таймеры ядра, интерфейс системных вызовов, особенности адресации и управления памятью, страничный кэш, подсистему VFS, механизмы синхронизации, проблемы переносимости и особенности отладки. Автор книги является разработчиком основных подсистем ядра Linux. Ядро рассматривается как с теоретической, так и с прикладной точек зрения, что может привлечь читателей различными интересами и потребностями.
Книга может быть рекомендована как начинающим, так и опытным разработчикам программного обеспечения, а также в качестве дополнительных учебных материалов.
- Предисловие
- Введение
- Итак…
- Версия ядра
- Читательская аудитория
- Интернет-ресурс
- Благодарности ко второму изданию
- Об авторе
- От издательства
- Для читателей
- Глава 1 Введение в ядро Linux
- Потом пришел Линус: введение в Linux
- Обзор операционных систем и ядер
- Ядро Linux в сравнении с классическими ядрами Unix
- Версии ядра Linux
- Сообщество разработчиков ядра Linux
- Перед тем как начать
- Глава 2 Начальные сведения о ядре Linux
- Получение исходного кода ядра
- Инсталляция исходного кода ядра
- Использование заплат
- Дерево исходных кодов ядра
- Сборка ядра
- Уменьшение количества выводимых сообщений
- Параллельная сборка
- Инсталляция ядра
- " Зверек другого рода"
- Отсутствие библиотеки libc
- Компилятор GNU С
- Отсутствие защиты памяти
- Нельзя просто использовать вычисления с плавающей точкой
- Маленький стек фиксированного размера
- Синхронизация и параллелизм
- Переносимость — это важно
- Резюме
- Глава 3 Управление процессами
- Дескриптор процесса и структура task structure
- Выделение дескриптора процесса
- Хранение дескриптора процесса
- Состояние процесса
- Манипулирование текущим состоянием процесса
- Контекст процесса
- Дерево семейства процессов
- Создание нового процесса
- Копирование при записи
- Реализация потоков в ядре Linux
- Потоки в пространстве ядра
- Завершение процесса
- Удаление дескриптора процесса
- Дилемма "беспризорного" процесса
- Резюме
- Глава 4 Планирование выполнения процессов
- Стратегия планирования
- Процессы, ограниченные скоростью ввода-вывода и скоростью процессора
- Приоритет процесса
- Квант времени
- Вытеснение процесса
- Стратегия планирования в действии
- Алгоритм планирования
- Очереди выполнения
- Массивы приоритетов
- Пересчет квантов времени
- Вычисление приоритетов и квантов времени
- Переход в приостановленное состояние и возврат к выполнению
- Балансировка нагрузки
- Вытеснение и переключение контекста
- Вытеснение пространства пользователя
- Вытеснение пространства ядра
- Режим реального времени
- Системные вызовы для управления планировщиком
- Системные вызовы, связанные с управлением стратегией и приоритетом
- Системные вызовы управления процессорной привязкой
- Передача процессорного времени
- В завершение о планировщике
- Глава 5 Системные вызовы
- API, POSIX и библиотека С
- Вызовы syscall
- Номера системных вызовов
- Производительность системных вызовов
- Обработка системных вызовов
- Определение необходимого системного вызова
- Передача параметров
- Реализация системных вызовов
- Проверка параметров
- Контекст системного вызова
- Окончательные шаги регистрации системного вызова
- Доступ к системным вызовам из пространства пользователя
- Почему не нужно создавать системные вызовы
- В заключение о системных вызовах
- Глава 6 Прерывания и обработка прерываний
- Прерывания
- Обработчики прерываний
- Верхняя и нижняя половины
- Регистрация обработчика прерывания
- Освобождение обработчика прерывания
- Написание обработчика прерывания
- Совместно используемые обработчики
- Настоящий обработчик прерывания
- Контекст прерывания
- Реализация системы обработки прерываний
- Управление прерываниями
- Запрещение и разрешение прерываний
- Запрещение определенной линии прерывания
- Состояние системы обработки прерываний
- Не нужно прерывать, мы почти закончили!
- Глава 7 Обработка нижних половин и отложенные действия
- Нижние половины
- Когда нужно использовать нижние половины
- Многообразие нижних половин
- Механизм отложенных прерываний (softirq)
- Реализация отложенных прерываний
- Использование отложенных прерываний
- Тасклеты
- Реализация тасклетов
- Использование тасклетов
- Демон ksoftirqd
- Старый механизм BH
- Очереди отложенных действий
- Реализация очередей отложенных действий
- Использование очередей отложенных действий
- Старый механизм очередей заданий
- Какие обработчики нижних половин необходимо использовать
- Блокировки между обработчиками нижних половин
- Запрещение обработки нижних половин
- Внизу обработки нижних половин
- Глава 8 Введение в синхронизацию выполнения кода ядра
- Критические участки и состояние конкуренции за ресурсы
- Зачем нужна защита
- Блокировки
- Откуда берется параллелизм
- Что требует защиты
- Взаимоблокировки
- Конфликт при захвате блокировки и масштабируемость
- Блокировки в вашем коде
- Глава 9 Средства синхронизации в ядре
- Атомарные операции
- Целочисленные атомарные операции
- Битовые атомарные операции
- Спин-блокировки
- Другие средства работы со спин-блокировками
- Спин-блокировки и обработчики нижних половин
- Спин-блокировки чтения-записи
- Семафоры
- Создание и инициализация семафоров
- Использование семафоров
- Семафоры чтения-записи
- Сравнение спин-блокировок и семафоров
- Условные переменные
- BKL: Большая блокировка ядра
- Секвентные блокировки
- Средства запрещения преемптивности
- Барьеры и порядок выполнения
- Резюмирование по синхронизации
- Глава 10 Таймеры и управление временем
- Информация о времени в ядре
- Частота импульсов таймера: HZ
- Идеальное значение параметра HZ
- Переменная jiffies
- Внутреннее представление переменной jiffies
- Переполнение переменной jiffies
- Пространство пользователя и параметр HZ
- Аппаратные часы и таймеры
- Часы реального времени
- Системный таймер
- Обработчик прерываний таймера
- Абсолютное время
- Таймеры
- Использование таймеров
- Состояния конкуренции, связанные с таймерами
- Реализация таймеров
- Задержка выполнения
- Задержка с помощью цикла
- Короткие задержки
- Функция schedule_timeout()
- Время вышло
- Глава 11 Управление памятью
- Страницы памяти
- Зоны
- Получение страниц памяти
- Получение страниц заполненных нулями
- Освобождение страниц
- Функция kmalloc()
- Флаги gfp_mask
- Функция kfree()
- Функция vmalloc()
- Уровень слябового распределителя памяти
- Устройство слябового распределителя памяти
- Интерфейс слябового распределителя памяти
- Пример использования слябового распределителя памяти
- Статическое выделение памяти в стеке
- Честная игра со стеком
- Отображение верхней памяти
- Постоянное отображение
- Временное отображение
- Выделение памяти, связанной с определенным процессором
- Новый интерфейс percpu
- Работа с данными, связанными с процессорами, на этапе компиляции
- Работа с данными процессоров на этапе выполнения
- Когда лучше использовать данные, связанные с процессорами
- Какой способ выделения памяти необходимо использовать
- Глава 12 Виртуальная файловая система
- Общий интерфейс к файловым системам
- Уровень обобщенной файловой системы
- Файловые системы Unix
- Объекты VFS и их структуры данных
- Другие объекты подсистемы VFS
- Объект superblock
- Операции суперблока
- Объект inode
- Операции с файловыми индексами
- Объект dentry
- Состояние элементов каталога
- Кэш объектов dentry
- Операции с элементами каталогов
- Объект file
- Файловые операции
- Структуры данных, связанные с файловыми системами
- Структуры данных, связанные с процессом
- Файловые системы в операционной системе Linux
- Глава 13 Уровень блочного ввода-вывода
- Анатомия блочного устройства
- Буферы и заголовки буферов
- Структура bio
- Сравнение старой и новой реализаций
- Очереди запросов
- Запросы
- Планировщики ввода-вывода
- Задачи планировщика ввода-вывода
- Лифтовой алгоритм Линуса
- Планировщик ввода-вывода с лимитом по времени
- Прогнозирующий планировщик ввода-вывода
- Планировщик ввода-вывода с полностью равноправными очередями
- Планировщик ввода-вывода noop
- Выбор планировщика ввода-вывода
- Резюме
- Глава 14 Адресное пространство процесса
- Дескриптор памяти
- Выделение дескриптора памяти
- Удаление дескриптора памяти
- Структура mm_struct и потоки пространства ядра
- Области памяти
- Флаги областей VMA
- Операции с областями VMA
- Списки и деревья областей памяти
- Области памяти в реальной жизни
- Работа с областями памяти
- Функция find_vma()
- Функция find_vma_prev()
- Функция find_vma_intersection()
- Функции mmap() и do_mmap() : создание интервала адресов
- Системный вызов mmap()
- Функции munmap() и do_munmap() : удаление интервала адресов
- Системный вызов munmap()
- Таблицы страниц
- Заключение
- Глава 15 Страничный кэш и обратная запись страниц
- Страничный кэш
- Объект address_space
- Базисное дерево
- Старая хеш-таблица страниц
- Буферный кэш
- Демон pdflush
- Демоны bdflush и kupdated
- Предотвращение перегруженности: для чего нужны несколько потоков
- Коротко о главном
- Глава 16 Модули
- Модуль "Hello, World!"
- Сборка модулей
- Использование дерева каталогов исходных кодов ядра
- Компиляция вне дерева исходных кодов ядра
- Инсталляция модулей
- Генерация зависимостей между модулями
- Загрузка модулей
- Управление конфигурационными параметрами
- Параметры модулей
- Экспортируемые символы
- Вокруг модулей
- Глава 17 Объекты kobject и файловая система sysfs
- Объекты kobject
- Типы ktype
- Множества объектов kset
- Подсистемы
- Путаница со структурами
- Управление и манипуляции с объектами kobject
- Счетчики ссылок
- Структуры kref
- Файловая система sysfs
- Добавление и удаление объектов на файловой системе sysfs
- Добавление файлов на файловой системе sysfs
- Уровень событий ядра
- Кратко об объектах kobject и файловой системе sysfs
- Глава 18 Отладка
- С чего необходимо начать
- Дефекты ядра
- Функция printk()
- Устойчивость функции printk()
- Уровни вывода сообщений ядра
- Буфер сообщений ядра
- Демоны syslogd и klogd
- Замечание относительно функции printk() и разработки ядра
- Сообщения Oops
- Утилита ksymoops
- Функция kallsyms
- Конфигурационные параметры отладки ядра
- Отладка атомарных операций
- Генерация ошибок и выдача информации
- Магическая клавиша SysRq
- Сага об отладчике ядра
- Использование отладчика gdb
- Отладчик kgdb
- Отладчик kdb
- Исследование и тестирование системы
- Использование идентификатора UID в качестве условия
- Использование условных переменных
- Использование статистики
- Ограничение частоты следования событий при отладке
- Нахождение исполняемых образов с изменениями приводящими к ошибкам
- Если ничто не помогает — обратитесь к сообществу
- Глава 19 Переносимость
- История переносимости Linux
- Размер машинного слова и типы данных
- Скрытые типы данных
- Специальные типы данных
- Типы с явным указанием размера
- Знак типа данных char
- Выравнивание данных
- Как избежать проблем с выравниванием
- Выравнивание нестандартных типов данных
- Заполнение структур
- Порядок следования байтов
- История терминов big-endian и little-endian
- Порядок байтов в ядре
- Таймер
- Размер страницы памяти
- Порядок выполнения операций процессором
- Многопроцессорность, преемптивность и верхняя память
- Пару слов о переносимости
- Глава 20 Заплаты, разработка и сообщество
- Сообщество
- Стиль написания исходного кода
- Отступы
- Фигурные скобки
- Длинные строки
- Имена
- Функции
- Комментарии
- Использование директивы typedef
- Использование того, что уже есть
- Никаких директив ifdef в исходном коде
- Инициализация структур
- Исправление ранее написанного кода
- Организация команды разработчиков
- Отправка сообщений об ошибках
- Генерация заплат
- Представление заплат
- Заключение
- Приложение А Связанные списки
- Кольцевые связанные списки
- Перемещение по связанному списку
- Реализация связанных списков в ядре Linux
- Структура элемента списка
- Работа со связанными списками
- Перемещение по связанным спискам
- Приложение Б Генератор случайных чисел ядра
- Принцип работы и реализация
- Проблема с загрузкой системы
- Интерфейсы для ввода энтропии
- Интерфейсы для вывода энтропии
- Приложение В Сложность алгоритмов
- Алгоритмы
- Множество О
- Множество большого-тета
- Объединяем все вместе
- Опасность, связанная со сложностью алгоритмов
- Приложение Г Библиография и список литературы
- Книги по основам построения операционных систем
- Книги о ядрах Unix
- Книги о ядрах Linux
- Книги о ядрах других операционных систем
- Книги по API Unix
- Другие работы
- Web- сайты
- Примечания
Скачать или читать онлайн книгу Разработка ядра Linux
На этой странице свободной электронной библиотеки fb2.top любой посетитель может читать онлайн бесплатно полную версию книги «Разработка ядра Linux» или скачать fb2 файл книги на свой смартфон или компьютер и читать её с помощью любой современной книжной читалки. Книга написана автором Роберт Лав, относится к жанрам ОС и Сети, интернет, Программирование, программы, базы данных, добавлена в библиотеку 24.01.2015 и доступна полностью, абсолютно бесплатно и без регистрации.
С произведением «Разработка ядра Linux» , занимающим объем 535 печатных страниц, вы наверняка проведете не один увлекательный вечер. В нашей онлайн читалке предусмотрен ночной режим чтения, который отлично подойдет для тёмного времени суток и чтения перед сном. Помимо этого, конечно же, можно читать «Разработка ядра Linux» полностью в классическом режиме или же скачать всю книгу целиком на свой смартфон в удобном формате fb2. Желаем увлекательного чтения!
С этой книгой читают:
- Сценарии командной оболочки. Linux, OS X и Unix. 2-е издание - Брендон Перри, Дейв Тейлор
- Сеть. Как устроен и как работает Интернет - Эндрю Блам
- Искусство обмана - Кристофер Хэднеги
- Это ваше Fido - Дмитрий Игнатов
- Прорваться сквозь шум - Джош Янг, Тим Стейплс
- Вторжение. Краткая история русских хакеров - Даниил Туровский
- Кто контролирует интернет? Иллюзии безграничного мира. - Джек Голдсмит, Тим Ву
- Работа копирайтером: как зарабатывать от 300$ в месяц дома на копирайтинге - Tony Montana
- Работа копирайтером: плюсы и минусы - Dimoni4e
- Что такое копирайтинг и рерайтинг: виды копирайтинга - Troffair
ТЕЛЕГРАМКанал с обзорами, анонсами новинок и книжными подборками
Книжный Вестник
Бот для удобного поиска книг (если не нашлось на сайте)
Поиск книг
Свежие любовные романы в удобных форматах
Любовные романы
О психологии, саморазвитии и личностном росте
Саморазвитие
Детективы и триллеры, все новинки
Детективы
Фантастика и фэнтези, все новинки
Фантастика
Отборные классические книги
Классика
ВКОНТАКТЕБиблиотека с любовными романами, которая наверняка придётся по вкусу женской части аудитории
Любовные романы
Библиотека с фантастикой и фэнтези, а также смежных жанров
Фантастика
Самые популярные книги в формате фб2
Топ фб2
книги