openEuler操作系統(tǒng)原理及實踐

第1章操作系統(tǒng)概述00

1.1操作系統(tǒng)的基本概念00

1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史00

1.2.1手工操作時代00

1.2.2批處理系統(tǒng)00

1.2.3多道程序系統(tǒng)00

1.2.4分時操作系統(tǒng)00

1.2.5實時操作系統(tǒng)00

1.3操作系統(tǒng)的基本功能00

1.4操作系統(tǒng)的設(shè)計目標0

1.5主流操作系統(tǒng)0

1.5.1終端操作系統(tǒng)0

1.5.2服務(wù)器操作系統(tǒng)0

1.6操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢0

1.6.1微內(nèi)核0

1.6.2庫操作系統(tǒng)0

1.6.3外內(nèi)核0

1.6.4多內(nèi)核0

1.6.5離散化內(nèi)核0

1.7openEluer操作系統(tǒng)簡介0

本章小結(jié)0

第2章鯤鵬處理器0

2.1鯤鵬處理器概述0

2.2體系架構(gòu)0

2.3CPU編程模型0

2.3.1中斷與異常0

2.3.2異常級別0

2.3.3寄存器0

2.3.4指令集0

2.4CPU訪存原理0

2.4.1存儲器的層次結(jié)構(gòu)0

2.4.2內(nèi)存0

2.4.3內(nèi)存管理單元0

2.5鯤鵬處理器與openEuler0

本章小結(jié)0

第3章進程與線程0

3.1進程的概念0

3.1.1程序： 從源代碼到執(zhí)行0

3.1.2程序的并發(fā)執(zhí)行與進程抽象0

3.2進程的描述0

3.2.1進程控制塊0

3.2.2進程狀態(tài)0

3.3進程的控制0

3.3.1進程控制原語0

3.3.2進程創(chuàng)建0

3.3.3程序裝載0

3.3.4進程終止0

3.3.5openEuler中的進程樹0

3.4系統(tǒng)調(diào)用0

3.4.1基本概念0

3.4.2系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)0

3.5進程切換0

3.5.1基本原理0

3.5.2進程切換過程0

3.6線程0

3.6.1基本概念0

3.6.2線程模型0

3.6.3openEuler中線程的實現(xiàn)

本章小結(jié)

openEuler操作系統(tǒng)

目錄

第4章CPU調(diào)度

4.1調(diào)度性能指標

4.2常見的調(diào)度算法

4.2.1先進先出

4.2.2最短進程優(yōu)先

4.2.3輪轉(zhuǎn)調(diào)度

4.2.4優(yōu)先級調(diào)度

4.3多核調(diào)度

4.3.1多核調(diào)度的背景

4.3.2多核調(diào)度策略

4.4CFS調(diào)度

4.4.1調(diào)度策略和進程類別

4.4.2調(diào)度類

4.4.3調(diào)度隊列和調(diào)度實體

4.4.4CFS調(diào)度策略

4.4.5調(diào)度過程

本章小結(jié)

第5章內(nèi)存管理

5.1內(nèi)存訪問： 從直接到間接

5.1.1程序中的內(nèi)存訪問

5.1.2虛擬內(nèi)存

5.2分頁

5.2.1基本思想

5.2.2空閑頁框管理

5.2.3地址轉(zhuǎn)換

5.2.4內(nèi)存訪問控制

5.3更快的地址轉(zhuǎn)換

5.3.1TLB與局部性原理

5.3.2TLB結(jié)構(gòu)

5.3.3TLB替換

5.4更小的頁表

5.4.1多級頁表

5.4.2openEuler中的多級頁表

5.4.3標準大頁

5.5物理內(nèi)存擴充

5.5.1請求調(diào)頁

5.5.2交換空間

5.5.3openEuler中頁交換的實現(xiàn)

5.5.4頁置換策略

本章小結(jié)

第6章線程/進程間通信

6.1互斥與鎖

6.1.1競態(tài)條件

6.1.2原子性與互斥

6.1.3互斥的實現(xiàn)： 控制中斷

6.1.4互斥的實現(xiàn)： 鎖

6.2自旋鎖

6.2.1基本思想

6.2.2Qspinlock

6.2.3NUMAAware Qspinlock

6.3同步與信號量

6.3.1基本思想

6.3.2信號量的實現(xiàn)

6.3.3生產(chǎn)者與消費者問題

6.4共享內(nèi)存

6.4.1基本思想

6.4.2共享內(nèi)存的實現(xiàn)

6.5消息傳遞

6.5.1基本思想

6.5.2消息傳遞的實現(xiàn)

6.6內(nèi)存屏障

6.6.1現(xiàn)代CPU對程序執(zhí)行的影響

6.6.2內(nèi)存屏障指令

6.6.3內(nèi)存順序模型

6.6.4openEuler中內(nèi)存屏障的應(yīng)用

本章小結(jié)

第7章文件系統(tǒng)

7.1文件系統(tǒng)概述

7.1.1硬件基礎(chǔ)

7.1.2文件系統(tǒng)中的基本概念

7.1.3openEuler中的文件系統(tǒng)

7.1.4Ext4文件系統(tǒng)的發(fā)展歷程

7.2文件系統(tǒng)的基本實現(xiàn)

7.2.1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其磁盤布局

7.2.2文件的讀取和寫入

7.3I/O性能優(yōu)化

7.3.1緩存與緩沖

7.3.2多級索引與Extent

7.4崩潰一致性

7.4.1簡介

7.4.2文件系統(tǒng)檢查器

7.4.3日志

7.5虛擬文件系統(tǒng)

7.5.1簡介

7.5.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

本章小結(jié)

第8章跨機器通信

8.1計算機網(wǎng)絡(luò)

8.1.1簡介

8.1.2TCP/IP協(xié)議棧

8.2網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)

8.2.1硬件視角

8.2.2軟件視角

8.3網(wǎng)卡驅(qū)動程序

8.3.1簡介

8.3.2驅(qū)動程序的注冊與注銷

8.3.3設(shè)備初始化

8.3.4設(shè)備的打開與關(guān)閉

8.4套接字

8.4.1簡介

8.4.2Socket的連接

8.4.3數(shù)據(jù)的傳輸

8.5數(shù)據(jù)的傳輸路徑

8.5.1數(shù)據(jù)報文收發(fā)的整體流程

8.5.2接收報文的第一階段： NIC>Rx ring

8.5.3接收報文的第二階段： Rx ring>sk_buff

8.5.4接收報文的第三階段： sk_buff>進程

8.6新型網(wǎng)絡(luò)加速技術(shù)

8.6.1RDMA

8.6.2DPDK

8.6.3智能網(wǎng)卡

8.6.4SDN

本章小結(jié)

第9章系統(tǒng)虛擬化

9.1虛擬機監(jiān)視器

9.1.1基本概念

9.1.2虛擬化的好處

9.1.3虛擬化的類型

9.2基于Linux內(nèi)核的虛擬機監(jiān)視器

9.2.1VHE

9.2.2KVM

9.2.3QEMU

9.2.4Libvirt

9.3CPU虛擬化

9.3.1基本思想

9.3.2受限制的執(zhí)行

9.3.3上下文切換

9.3.4openEuler中的實現(xiàn)

9.4內(nèi)存虛擬化

9.4.1基本思想

9.4.2地址映射

9.4.3訪存請求截獲

9.4.4openEuler中的實現(xiàn)

9.5I/O虛擬化

9.5.1三個基本任務(wù)

9.5.2三種實現(xiàn)方式

9.5.3openEuler中的實現(xiàn)

9.6容器

9.6.1簡介

9.6.2命名空間

9.6.3控制組

9.6.4iSulad容器原理

本章小結(jié)

第10章openEuler智能調(diào)優(yōu)——ATune

10.1基本原理

10.2智能決策

10.3自動調(diào)優(yōu)

本章小結(jié)

參考文獻

附錄A縮略語