［試して理解］Linuxのしくみ ～実験と図解で学ぶOSとハードウェアの基礎知識

• 本書に寄せて（小崎資広）
• はじめに

第1章　コンピュータシステムの概要

第2章　ユーザモードで実現する機能

• システムコール
• システムコールのラッパー関数
• 標準Cライブラリ
• OSが提供するプログラム

第3章　プロセス管理

• 2段階のプロセス生成
• fork()関数
• execve()関数
• 終了処理

第4章　プロセススケジューラ

• 実験プログラムの仕様
• 実験プログラムの実装
• 実験
• 考察
• コンテキストスイッチ
• プロセスの状態
• 状態遷移
• アイドル状態
• さまざまな状態遷移
• スループットとレイテンシ
• 実際のシステム
• 論理CPUが複数の場合のスケジューリング
• 実験方法
• 実験結果
• スループットとレイテンシ
• 考察
• 経過時間と使用時間
• スリープするプロセス
• 現実のプロセス
• 優先度の変更

第5章　メモリ管理

• メモリに関する統計情報
• Out Of Memory
• 単純なメモリ割り当て
• 仮想記憶
• ページテーブル
• 実験
• プロセスへのメモリ割り当て
• 実験
• 上位レイヤによるメモリ割り当て
• 問題の解決
• 仮想記憶の応用
• ファイルマップ
• デマンドページング
• コピーオンライト
• スワップ
• 階層型ページテーブル
• ヒュージページ

第6章　記憶階層

• キャッシュメモリ
• キャッシュメモリがいっぱいになったら
• 階層型キャッシュメモリ
• キャッシュの実験
• 参照の局所性
• まとめ
• Translation Lookaside Buffer
• ページキャッシュ
• 同期書き込み
• バッファキャッシュ
• ファイル読み出しの実験
• ファイル書き込みの実験
• チューニングパラメータ
• まとめ
• ハイパースレッド

第7章　ファイルシステム

• Linuxのファイルシステム
• データとメタデータ
• 容量制限
• ファイルシステムの不整合
• ジャーナリング
• コピーオンライト
• それでも防げない場合
• ファイルシステム不整合への対策
• ファイルの種類
• キャラクタデバイス
• ブロックデバイス
• さまざまなファイルシステム
• メモリベースのファイルシステム
• ネットワークファイルシステム
• 仮想ファイルシステム
• Btrfs

第8章　ストレージデバイス

• HDDのデータ読み書きのしくみ
• HDDの性能特性
• HDDの実験
• 実験プログラム
• シーケンシャルアクセス
• ランダムアクセス
• ブロックデバイス層
• I/Oスケジューラ
• 先読み
• 実験
• SSDのしくみ
• まとめ

• あとがき

linux の全体像に浅く広く触れており「そもそも kernel ってどこから手をつけていいのかわからん」という初学者に最適な一冊だと思います．また実際にプログラムを動かし，解説を読みながら学ぶことができるのもよいですね．そして浅く・・とは書いたのですが，時折 kernel の深淵を覗かせるような記述がスパイスとして効いており，中級者でも役に立つ内容だと思います．自分は（自称）中級者ですが，さっと読めた割に知らなかった事（チューニング事項など）もそれなりに記述してあったので，読んでよかったなと思いました．