openEuler操作系統(tǒng)原理及實(shí)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(shí)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(shí)操作系統(tǒng)00

1.2.5實(shí)時(shí)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(jì)目標(biāo)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(shì)0

1.6.1微內(nèi)核0

1.6.2庫(kù)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(jiǎn)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(jí)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(chǔ)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(jìn)程與線程0

3.1進(jìn)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(jìn)程抽象0

3.2進(jìn)程的描述0

3.2.1進(jìn)程控制塊0

3.2.2進(jìn)程狀態(tài)0

3.3進(jìn)程的控制0

3.3.1進(jìn)程控制原語0

3.3.2進(jìn)程創(chuàng)建0

3.3.3程序裝載0

3.3.4進(jìn)程終止0

3.3.5openEuler中的進(jìn)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(shí)現(xiàn)0

3.5進(jìn)程切換0

3.5.1基本原理0

3.5.2進(jìn)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(shí)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(biāo)

4.2常見的調(diào)度算法

4.2.1先進(jìn)先出

4.2.2最短進(jìn)程優(yōu)先

4.2.3輪轉(zhuǎn)調(diào)度

4.2.4優(yōu)先級(jí)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(jìn)程類別

4.4.2調(diào)度類

4.4.3調(diào)度隊(duì)列和調(diào)度實(shí)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(yè)

5.2.1基本思想

5.2.2空閑頁(yè)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(yè)表

5.4.1多級(jí)頁(yè)表

5.4.2openEuler中的多級(jí)頁(yè)表

5.4.3標(biāo)準(zhǔn)大頁(yè)

5.5物理內(nèi)存擴(kuò)充

5.5.1請(qǐng)求調(diào)頁(yè)

5.5.2交換空間

5.5.3openEuler中頁(yè)交換的實(shí)現(xiàn)

5.5.4頁(yè)置換策略

本章小結(jié)

第6章線程/進(jìn)程間通信

6.1互斥與鎖

6.1.1競(jìng)態(tài)條件

6.1.2原子性與互斥

6.1.3互斥的實(shí)現(xiàn)： 控制中斷

6.1.4互斥的實(shí)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(hào)量

6.3.1基本思想

6.3.2信號(hào)量的實(shí)現(xiàn)

6.3.3生產(chǎn)者與消費(fèi)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(shí)現(xiàn)

6.5消息傳遞

6.5.1基本思想

6.5.2消息傳遞的實(shí)現(xiàn)

6.6內(nèi)存屏障

6.6.1現(xiàn)代CPU對(duì)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(shí)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(jí)索引與Extent

7.4崩潰一致性

7.4.1簡(jiǎn)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(jiǎn)介

7.5.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

本章小結(jié)

第8章跨機(jī)器通信

8.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

8.1.1簡(jiǎn)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(dòng)程序

8.3.1簡(jiǎn)介

8.3.2驅(qū)動(dòng)程序的注冊(cè)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(jiǎn)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(bào)文收發(fā)的整體流程

8.5.2接收?qǐng)?bào)文的第一階段： NIC>Rx ring

8.5.3接收?qǐng)?bào)文的第二階段： Rx ring>sk_buff

8.5.4接收?qǐng)?bào)文的第三階段： sk_buff>進(jìn)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(jī)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(jī)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(shí)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(qǐng)求截獲

9.4.4openEuler中的實(shí)現(xiàn)

9.5I/O虛擬化

9.5.1三個(gè)基本任務(wù)

9.5.2三種實(shí)現(xiàn)方式

9.5.3openEuler中的實(shí)現(xiàn)

9.6容器

9.6.1簡(jiǎn)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(dòng)調(diào)優(yōu)

本章小結(jié)

參考文獻(xiàn)

附錄A縮略語