UNIX高級教程：系統(tǒng)技術內幕

     目
   第1章 簡介
    1.1 簡介
    1.1.1 簡史
    1.1.2 創(chuàng)始之初
    1.1.3 繁衍
    1.1.4 BSD
    1.1.5 SystemV
    1.1.6 商業(yè)化
    1.1.7 Mach
    1.1.8 標準
    1.1.9 OsF和UI
    1.1.10 SVR4及其之后
    1.2 演變的動力
    1.2.1 功能
    1.2.2 網絡
    1.2.3 性能
    1.2.4 硬件變化
    1.2.5 改進質量
    1.2.6 模式變化
    1.2.7 其他應用領域
    1.2.8 簡潔就是美
    1.2.9 靈活性
    1.3 回顧與展望
    1.3.1 UNIX好在哪里
    1.3.2 UNIX的誤區(qū)在哪兒
    1.4 本書的范圍
    1.5 參考文獻
   第2章 進程與內核
    2.1 簡介
    2.2 模式，空間和上下文
    2.3 進程抽象
    2.3.1 進程狀態(tài)
    2.3.2 進程上下文
    2.3.3 用戶憑證
    2.3.4 u區(qū)和proc結構
    2.4 內核態(tài)下運行
    2.4.1 系統(tǒng)調用接口
    2.4.2 中斷處理
    2.5 同步
    2.5.1 阻塞操作
    2.5.2 中斷
    2.5.3 多處理器
    2.6 進程調度
    2.7 信號
    2.8 新進程和程序
    2.8.1 fork和exec
    2.8.2 進程創(chuàng)建
    2.8.3 fork優(yōu)化
    2.8.4 執(zhí)行一個新程序
    2.8.5 進程終止
    2.8.6 等待進程終止
    2.8.7 僵尸（Zombie）進程
    2.9 小結
    2.10 練習
    2.11 參考文獻
   第3章 線程和輕量級進程
    3.1 簡介
    3.1.1 動機
    3.1.2 多線程和多處理器
    3.1.3 并發(fā)和并行
    3.2 基本抽象概念
    3.2.1 內核線程
    3.2.2 輕量級進程
    3.2.3 用戶線程
    3.3 輕量級進程設計——要考慮的問題
    3.3.1 fork的語義
    3.3.2 其他的系統(tǒng)調用
    3.3.3 信號傳遞和處理
    3.3.4 可視性
    3.3.5 堆棧增長
    3.4 用戶級線程庫
    3.4.1 編程接口
    3.4.2 線程庫的實現(xiàn)
    3.5 調度器調用
    3.6 Solaris和sVR4的多線程處理
    3.6.1 內核線程
    3.6.2 輕量級進程的實現(xiàn)
    3.6.3 用戶線程
    3.6.4 用戶線程的實現(xiàn)
    3.6.5 中斷處理
    3.6.6 系統(tǒng)調用處理
    3.7 Mach中的線程
    3.7.1 Mach的抽象概念——任務和線程
    3.7.2 Mach的C－threads
    3.8 DigitalUNIX
    3.8.1 UNIX接口
    3.8.2 系統(tǒng)調用和信號
    3.8.3 pthreads線程庫
    3.9 Mach3.0的續(xù)體
    3.9.1 編程模型
    3.9.2 使用續(xù)體
    3.9.3 優(yōu)化
    3.9.4 分析
    3.10 小結
    3.11 練習
    3.12 參考文獻
   第4章 信號和會話管理
    4.1 簡介
    4.2 信號生成和處理
    4.2.1 信號處理
    4.2.2 信號生成
    4.2.3 典型情景
    4.2.4 睡眠和信號
    4.3 不可靠信號
    4.4 可靠的信號
    4.4.1 主要特性
    4.4.2 sVR3的實現(xiàn)
    4.4.3 BSD信號管理
    4.5 sVR4信號機制
    4.6 信號機制的實現(xiàn)
    4.6.1 信號生成
    4.6.2 信號傳遞和處理
    4.7 異常
    4.8 Mach中的異常處理
    4.8.1 異常端口
    4.8.2 錯誤處理
    4.8.3 調試器的交互
    4.8.4 分析
    4.9 進程組和終端管理
    4.9.1 基本概念
    4.9.2 SVR3模型
    4.9.3 局限性
    4.9.4 4.3BSD中的進程組和終端
    4.9.5 缺點
    4.10 sVR4會話的體系結構
    4.10.1 目的（動機）
    4.10.2 會話和進程組
    4.10.3 數據結構
    4.10.4 控制終端
    4.10.5 4.4BSD中會話的實現(xiàn)
    4.11 小結
    4.12 練習
    4.13 參考文獻
   第5章 進程調度
    5.1 簡介
    5.2 時鐘中斷處理
    5.2.1 調出鏈表
    5.2.2 報警
    5.3 調度器的目標
    5.4 傳統(tǒng)的UNIX調度
    5.4.1 進程優(yōu)先級
    5.4.2 調度器的實現(xiàn)
    5.4.3 運行隊列管理
    5.4.4 分析
    5.5 SVR4的調度器
    5.5.1 類無關層
    5.5.2 調度類的接口
    5.5.3 分時類
    5.5.4 實時類
    5.5.5 系統(tǒng)調用priocntl
    5.5.6 分析
    5.6 Solaris2.x調度的改善
    5.6.1 搶占式內核
    5.6.2 多處理器的支持
    5.6.3 隱式調度
    5.6.4 優(yōu)先級逆轉
    5.6.5 優(yōu)先級繼承的實現(xiàn)
    5.6.6 優(yōu)先繼承的局限性
    5.6.7 Turnstiles
    5.6.8 分析
    5.7 mach中的調度
    5.7.1 多處理器的支持
    5.8 DigitalUNIX的實時調度器
    5.8.1 多處理器支持
    5.9 其他的一些調度實現(xiàn)
    5.9.1 fair－share調度
    5.9.2 最終期限驅動調度
    5.9.3 三級（ThreeLevel）調度器
    5.10 小結
    5.11 練習
    5.12 參考文獻
   第6章 進程間通信
    6.1 簡介
    6.2 通用IPC方法
    6.2.1 信號
    6.2.2 管道
    6.2.3 3VR4的管道
    6.2.4 進程跟蹤
    6.3 SystemV的進程間通信
    6.3.1 公共元素
    6.3.2 信號量
    6.3.3 消息隊列
    6.3.4 共享內存
    6.3.5 討論
    6.4 MachIPC
    6.4.1 基本概念
    6.5 消息
    6.5.1 消息的數據結構
    6.5.2 消息傳遞接口
    6.6 端口
    6.6.1 端口名字空間
    6.6.2 端口數據結構
    6.6.3 端口變換
    6.7 消息傳遞
    6.7.1 端口權力的傳遞
    6.7.2 脫機內存
    6.7.3 控制流
    6.7.4 通知
    6.8 端口操作
    6.8.1 釋放一個端口
    6.8.2 備份端口
    6.8.3 端口集合
    6.8.4 端口的添加
    6.9 擴展性
    6.10 Mach3.0的改進
    6.10.1 一次發(fā)送權
    6.10.2 Mach3.0的通知
    6.10.3 發(fā)送權的用戶引用記數
    6.11 討論
    6.12 小結
    6.13 練習
    6.14 參考文獻
   第7章 同步和多處理器
    7.1 簡介
    7.2 傳統(tǒng)UNIX內核中的同步
    7.2.1 中斷屏蔽
    7.2.2 睡眠和喚醒
    7.2.3 傳統(tǒng)方法的局限性
    7.3 多處理器系統(tǒng)
    7.3.1 內存模型
    7.3.2 同步支持
    7.3.3 軟件體系結構
    7.4 多處理器同步問題
    7.4.1 喚醒丟失問題
    7.4.2 巨群問題
    7.5 信號燈
    7.5.1 提供互斥訪問的信號燈
    7.5.2 使用的信號燈的事件等待
    7.5.3 用于控制可計數資源的信號燈
    7.5.4 信號燈的缺點
    7.5.5 護衛(wèi)
    7.6 自旋鎖
    7.6.1 自旋鎖的使用
    7.7 條件變量
    7.7.1 實現(xiàn)問題
    7.7.2 事件
    7.7.3 阻塞鎖
    7.8 讀寫鎖
    7.8.1 設計考慮
    7.8.2 實現(xiàn)
    7.9 引用計數
    7.10 其他考慮
    7.10.1 死鎖避免
    7.10.2 遞歸鎖
    7.10.3 阻塞還是自旋
    7.10.4 鎖什么
    7.10.5 粒度和持續(xù)時間
    7.11 例子分析
    7.11.1 SVR4.2/MP
    7.11.2 DigitalUNIX
    7.11.3 其他實現(xiàn)
    7.12 小結
    7.13 練習
    7.14 參考文獻
   第8章 文件系統(tǒng)接口和框架
    8.1 簡介
    8.2 文件的用戶接口
    8.2.1 文件和目錄
    8.2.2 文件屬性
    8.2.3 文件描述符
    8.2.4 文件I/O
    8.2.5 分散聚集I/O（Scatter－GatherI/O）
    8.2.6 文件加鎖
    8.3 文件系統(tǒng)
    8.3.1 邏輯磁盤
    8.4 特殊文件
    8.4.1 符號鏈接
    8.4.2 管道和FIFO
    8.5 文件系統(tǒng)框架
    8.6 vnode/vfs體系結構
    8.6.1 目標
    8.6.2 設備I/O的經驗
    8.6.3 vnode/vfs接口概述
    8.7 實現(xiàn)概述
    8.7.1 目標
    8.7.2 v節(jié)點和打開文件
    8.7.3 v節(jié)點
    8.7.4 v節(jié)點引用計數
    8.7.5 vfs對象
    8.8 文件系統(tǒng)相關對象
    8.8.1 每個文件的私有數據
    8.8.2 vnodeops向量
    8.8.3 vfs層中的文件系統(tǒng)相關部分
    8.9 安裝一個文件系統(tǒng)
    8.9.1 虛擬文件系統(tǒng)轉換
    8.9.2 mount的實現(xiàn)
    8.9.3 VFS－MOUNT處理
    8.10 對文件的操作
    8.10.1 路徑名遍歷
    8.10.2 目錄查找緩存
    8.10.3 VOP－LOOKUP操作
    8.10.4 打開文件
    8.10.5 文件I/O
    8.10.6 文件屬性
    8.10.7 用戶憑證
    8.11 分析
    8.11.1 SVR4實現(xiàn)的缺點
    8.11.2 4.4BSD模型
    8.11.3 OSF/1方法
    8.12 小結
    8.13 練習
    8.14 參考文獻
   第9章 文件系統(tǒng)實現(xiàn)
    9.1 簡介
    9.2 Systemv文件系統(tǒng)（s5fs）
    9.2.1 目錄
    9.2.2 i節(jié)點
    9.2.3 超級塊
    9.3 s5fs內核組織
    9.3.1 內存i節(jié)點
    9.3.2 i節(jié)點查找
    9.3.3 文件I/O
    9.3.4 i節(jié)點的分配與回收
    9.4 對s55fs的分析
    9.5 伯克利快速文件系統(tǒng)（FFS）
    9.6 硬盤結構
    9.7 磁盤組織
    9.7.1 塊和碎片
    9.7.2 分配策略
    9.8 FFS的增強功能
    9.9 分析
    9.10 臨時文件系統(tǒng)
    9.10.1 內存文件系統(tǒng)
    9.10.2 tmpfs文件系統(tǒng)
    9.11 特殊目的文件系統(tǒng)
    9.11.1 specfs文件系統(tǒng)
    9.11.2 /proc文件系統(tǒng)
    9.11.3 處理器文件系統(tǒng)
    9.11.4 半透明文件系統(tǒng)
    9.12 以往的磁盤緩存
    9.12.1 基本操作
    9.12.2 緩沖區(qū)頭結構
    9.12.3 優(yōu)點
    9.12.4 缺點
    9.12.5 保證文件系統(tǒng)的一致性
    9.13 小結
    9.14 練習
    9.15 參考文獻
   第10章 分布式文件系統(tǒng)
    10.1 簡介
    10.2 分布式文件系統(tǒng)的一般特征
    10.2.1 設計考慮
    10.3 網絡文件系統(tǒng)（NFS）
    10.3.1 用戶透視
    10.3.2 設計目標
    10.3.3 NFS組成
    10.3.4 無狀態(tài)
    10.4 協(xié)議族
    10.4.1 擴展數據表示（XDR）
    10.4.2 遠程過程調用（RPC）
    10.5 NFS實現(xiàn)
    10.5.1 控制流
    10.5.2 文件句柄
    10.5.3 Mount操作
    10.5.4 路徑名查找
    10.6 UNIX語義
    10.6.1 打開文件權限
    10.6.2 刪除打開文件
    10.6.3 讀和寫
    10.7 NFS性能
    10.7.1 性能瓶頸
    10.7.2 客戶端高速緩存
    10.7.3 延遲寫
    10.7.4 重傳高速緩存
    10.8 專用NFS服務器
    10.8.1 Auspex功能性多處理器結構
    10.8.2 IBM的HA－NFS服務器
    10.9 NFS安全性
    10.9.1 NFS訪問控制
    10.9.2 UID重新映射
    10.9.3 root重新映射
    10.10 NFSV3
    10.11 遠程文件共享（RFS）文件系統(tǒng)
    10.12 RFS結構
    10.12.1 遠程消息協(xié)議
    10.12.2 有狀態(tài)操作
    10.13 RFs實現(xiàn)
    10.13.1 遠程安裝
    10.13.2 RFs客戶和服務器
    10.13.3 崩潰恢復
    10.13.4 其他問題
    10.14 客戶端高速緩存
    10.14.1 高速緩存一致性
    10.15 Andrew文件系統(tǒng)
    10.15.1 可擴展的結構
    10.15.2 存儲和名字空間組織
    10.15.3 會話語義
    10.16 AFS實現(xiàn)
    10.16.1 緩存以及一致性
    10.16.2 路徑名查找
    10.16.3 安全性
    10.17 AFS的缺陷
    10.18 DCE分布式文件系統(tǒng)（DCEDFS）
    10.18.1 DFS體系結構
    10.18.2 高速緩沖區(qū)一致性
    10.18.3 令牌管理器
    10.18.4 其他DFS服務
    10.18.5 分析
    10.19 小結
    10.20 練習
    10.21 參考文獻
   第11章 高級文件系統(tǒng)
    11.1 簡介
    11.2 傳統(tǒng)文件系統(tǒng)的局限
    11.2.1 FFS磁盤布局
    11.2.2 寫的主導性
    11.2.3 元數據更新
    11.2.4 崩潰恢復
    11.3 文件系統(tǒng)成簇（SunFFS）
    11.4 日志方法
    11.4.1 基本特征
    11.5 日志結構文件系統(tǒng)
    11.6 4.4BSD日志文件系統(tǒng)
    11.6.1 寫日志
    11.6.2 數據檢索
    11.6.3 崩潰恢復
    11.6.4 清除進程
    11.6.5 分析
    11.7 元數據日志
    11.7.1 正常操作
    11.7.2 日志的一致性
    11.7.3 崩潰恢復
    11.7.4 分析
    11.8 Episode文件系統(tǒng)
    11.8.1 基本抽象
    11.8.2 結構
    11.8.3 記日志
    11.8.4 其他特性
    11.9 監(jiān)視器（watchdog）
    11.9.1 目錄監(jiān)視器
    11.9.2 消息通道
    11.9.3 應用
    11.10 4.4BSD端口文件系統(tǒng)
    11.10.1 使用端口（portals）
    11.11 堆棧式文件系統(tǒng)層
    11.11.1 框架和接口
    11.11.2 SunSoft原型
    11.12 4.4BSD文件系統(tǒng)接口
    11.12.1 Nullfs和UnionMount文件系統(tǒng)
    11.13 小結
    11.14 練習
    11.15 參考文獻
   第12章 內核內存管理
    12.1 簡介
    12.2 功能需求
    12.2.1 評估標準
    12.3 資源映射圖分配器
    12.3.1 分析
    12.4 簡單2次冪空閑表
    12.4.1 分析
    12.5 McKusick－Karels分配器
    12.5.1 分析
    12.6 伙伴系統(tǒng)
    12.6.1 分析
    12.7 SVR4LaZy伙伴算法
    12.7.1 LaZy合并
    12.7.2 SVR4實現(xiàn)細節(jié)
    12.8 Mach－OSF/1的Zone分配器
    12.8.1 垃圾收集
    12.8.2 分析
    12.9 多處理器的分層分配器
    12.9.1 分析
    12.10 Solaris2.4的SLab分配器
    12.10.1 對象復用
    12.10.2 硬件Cache利用率
    12.10.3 分配器footprint
    12.10.4 設計與接口
    12.10.5 實現(xiàn)
    12.10.6 分析
    12.11 小結
    12.12 練習
    12.13 參考文獻
   第13章 虛存
    13.1 簡介
    13.1.1 內存管理的石器時代
    13.2 分頁
    13.2.1 功能需求
    13.2.2 虛擬地址空間
    13.2.3 頁面初始訪問
    13.2.4 交換區(qū)
    13.2.5 轉換映射圖
    13.2.6 頁面替換策略
    13.3 硬件需求
    13.3.1 MMU緩存
    13.3.2 Inte！80x86
    13.3.3 IBMRS/6000
    13.3.4 MIPSR3000
    13.4 4.3BSD實例研究
    13.4.1 物理內存
    13.4.2 地址空間
    13.4.3 頁面在哪里
    13.4.4 交換區(qū)
    13.5 4.3BSD內存管理操作
    13.5.1 創(chuàng)建進程
    13.5.2 頁面失效處理
    13.5.3 空閑頁面鏈表
    13.5.4 交換
    13.6 分析
    13.7 練習
    13.8 參考文獻
   第14章 SVR4VM體系結構
    14.1 動機
    14.2 內存映射文件
    14.2.1 mmap及相關系統(tǒng)調382用
    14.3 VM設計原理
    14.4 基本抽象概念
    14.4.1 物理內存
    14.4.2 地址空間
    14.4.3 地址映射
    14.4.4 匿名頁面
    14.4.5 硬件地址轉換
    14.5 段驅動程序
    14.5.1 seg－vn
    14.5.2 seg－map
    14.5.3 seg－dev
    14.5.4 segkmem
    14.5.5 segkp
    14.6 交換層
    14.7 VM操作
    14.7.1 創(chuàng)建一個新映射
    14.7.2 匿名頁面處理
    14.7.3 創(chuàng)建進程
    14.7.4 共享匿名頁面
    14.7.5 頁面失效處理
    14.7.6 共享內存
    14.7.7 其他部件
    14.8 與v節(jié)點 子系統(tǒng)的交互
    14.8.1 v節(jié)點接口變化
    14.8.2 統(tǒng)一的文件訪問
    14.8.3 其他問題
    14.9 Solaris中的虛擬交換空間
    14.9.1 擴展交換空間
    14.9.2 虛交換管理
    14.9.3 討論
    14.10 分析
    14.11 性能改進
    14.11.1 高失效率原因
    14.11.2 SVR4對SunOSVM實現(xiàn)的改進
    14.11.3 結果與討論
    14.12 小結
    14.13 練習
    14.14 參考文獻
   第15章 進一步關于內存管理的主題
    15.1 簡介
    15.2 Mach的內存管理設計
    15.2.1 設計目標
    15.2.2 編程接口
    15.2.3 基本抽象概念
    15.3 共享內存設施
    15.3.1 copy－onwrite共享
    15.3.2 讀寫共享
    15.4 內存對象和Pager
    15.4.1 內存對象初始化
    15.4.2 內核與Pager間的接口
    15.4.3 內核與pager交互
    15.5 外部pager和內部pager
    15.5.1 一個網絡共享內存服務器
    15.6 頁面替換
    15.7 分析
    15.8 4.4BSD的內存管理
    15.9 快表（TLB）一致性
    15.9.1 單處理機上的TLB一致性
    15.9.2 多處理機問題
    15.10 Ma ch的TLB擊落算法
    15.10.1 同步和死鎖避免
    15.10.2 討論
    15.11 SVR4和SVR4.2UNIX中的TLB一致性
    15.11.1 SVR4/MP
    15.11.2 SVR4.2/MP
    15.11.3 Lazy擊落算法
    15.11.4 立即擊落
    15.11.5 討論
    15.12 其他TLB 一致性算法
    15.13 虛地址緩存
    15.13.1 映射變化
    15.13.2 地址別名
    15.13.3 DMA操作
    15.13.4 維護緩存一致性
    15.13.5 分析
    15.14 練習
    15.15 參考文獻
   第16章 設備驅動程序I/0
    16.1 簡介
    16.2 概述
    16.2.1 硬件配置
    16.2.2 設備中斷
    16.3 設備驅動程序框架
    16.3.1 設備和驅動程序分類
    16.3.2 調用驅動程序代碼
    16.3.3 設備開關表
    16.3.4 驅動程序入口點
    16.4 I/O子系統(tǒng)
    16.4.1 主、次設備號
    16.4.2 設備文件
    16.4.3 specfs文件系統(tǒng)
    16.4.4 公共snode
    16.4.5 設備克隆
    16.4.6 字符設備I/O
    16.5 poll系統(tǒng)調用
    16.5.1 poll的實現(xiàn)
    16.5.2 4.3BsDselect系統(tǒng)調用
    16.6 塊I/O
    16.6.1 buf結構
    16.6.2 與v節(jié)點的交互
    16.6.3 設備訪問方法
    16.6.4 到塊設備的rawI/O
    16.7 DDI/DKI說明
    16.7.1 建議
    16.7.2 第三部分函數
    16.7.3 其他部分
    16.8 新的sVR4 版本
    16.8.1 多處理器可靠驅動程序
    16.8.2 SVR4.1/ES的變化
    16.8.3 動態(tài)加載和卸載
    16.9 發(fā)展趨勢
    16.10 小結
    16.11 練習
    16.12 參考文獻
   第17章 流
    17.1 目的
    17.2 概述
    17.3 消息和隊列
    17.3.1 消息
    17.3.2 虛擬拷貝
    17.3.3 消息類型
    17.3.4 隊列和模塊
    17.4 流I/O
    17.4.1 STREAMS調度程序
    17.4.2 優(yōu)先帶（PriorityBands）
    17.4.3 流量控制
    17.4.4 驅動程序尾
    17.4.5 流頭
    17.5 配置和設置
    17.5.1 配置一個模塊或驅動程序
    17.5.2 打開流
    17.5.3 插入（Pushing）模塊
    17.5.4 克隆設備
    17.6 STREAMSioctl
    17.6.1 I－STRioctl處理
    17.6.2 透明ioctl
    17.7 內存分配
    17.7.1 擴展sTREAMS緩沖區(qū)
    17.8 多路復用
    17.8.1 上部多路復用器
    17.8.2 下部多路復用器
    17.8.3 鏈接流
    17.8.4 數據流
    17.8.5 普通鏈接和持久鏈接
    17.9 FIFO和管道
    17.9.1 STREAMsFIFO
    17.9.2 STREAMS管道
    17.10 網絡接口
    17.10.1 傳輸供應者接口（TpI）
    17.10.2 傳輸層接口（TLI）
    17.10.3 sockets
    17.10.4 SVR4Socket實現(xiàn)
    17.11 小結
    17.12 練習
    17.13 參考文獻