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学习笔记

Linux 内核调试

第 1 章在底层失序的边缘

1.10 延伸阅读

1.2 软件调试——本质、溯源与迷思

1.3 软件缺陷——几个真实的惨痛案例

1.4 搭建工作台

1.7 两种内核：精打细算的生产者，与拿着显微镜的侦探

1.7 打造你的定制生产内核

1.7 建立我们的自定义调试内核

1.8 看见差异——生产内核与调试内核的配置对决

1.9 调试的禅意与直觉

第 1 章调试环境搭建与准备

第 2 章黑暗森林的火把

2.2 Bug 类型分类

2.3 内核调试方法全景图——什么时候该用什么招

第 2 章 Bug 分类与调试方法论

3.0 准备工作与本章动机

3.1 无处不在的内核 printk

3.3 利用 printk 进行调试

3.4 使用内核的动态调试大杀器

3.4 剩余的 printk 杂项与终极调试手段

第 3 章内核打印与日志调试

第 4 章透过针眼看大象——内核探针与动态追踪

第 4 章透视黑盒：Kprobes 与内核 instrumentation

4.3 使用静态 kprobes——演示 3 与演示 4

4.4 kretprobes 入门

4.5 基于 Kprobe 的事件跟踪——内部细节

4.6 设置动态 kprobe（通过 kprobe events）——在任意函数上插眼

4.7 在内核模块上使用动态 kprobe 事件跟踪

4.8 追踪进程的上帝视角——通过 perf 和 eBPF 工具探秘 execve

4.9 延伸阅读与探索路径

第 4 章 Kprobes 动态追踪

第 5 章窥视深渊 —— 内存破坏与未定义行为的动态分析

5.2 内存到底出了什么问题？

5.3 理解 KASAN 的基本原理

5.4 配置 Generic KASAN 模式

5.5 使用 KASAN 捕获 Bug

5.6 使用 UBSAN 内核检查器捕获未定义行为

5.7 使用 Clang 构建内核与模块

5.8 捕获内核中的内存缺陷——对比与笔记（Part 1）

5.9 延伸阅读：Rust、安全深渊与工具链的尽头

第 5 章内存调试工具：KASAN 与 UBSAN

第 6 章谁动了我的内存？（上）—— 捕捉内核堆栈里的幽灵

6.2 精准打击：使用 slub_debug 参数埋雷

6.3 运行并统计 SLUB 测试案例

6.4 解读内核 SLUB 调试错误报告

6.5 使用 slabinfo 及其配套工具

使用 kmemleak

6.7 给开发者的几条实战建议

第 6 章 SLUB 调试与内存泄漏检测

第 7 章当内核开始咆哮

7.2 生成一个简单的内核 Bug 和 Oops

7.3 细节里的魔鬼——解剖现场

7.4 精准打击：用 objdump 和 GDB 定位罪魁祸首

7.5 解读内核 Bug 诊断信息（下）

7.6 利用控制台设备捕获中断上下文中的崩溃日志

7.7 异构战场：ARM Linux 上的 Oops 与 netconsole 实战

第 7 章内核 Oops 与崩溃分析

8.1 锁调试概览

8.2 锁机制——关键知识点速查

8.3 用 KCSAN 抓住并发 Bug

8.4 实战中的锁缺陷案例

8.5 延伸阅读

第 8 章锁调试与并发问题

第 9 章显微镜下的内核：跟踪、剖析与黑盒的终结

9.10 使用 trace-cmd、KernelShark 和 perf-tools 前端工具

9.11 LTTng 与 Trace Compass：高层视角的上帝模式

9.12 进阶阅读与技术地图

9.2 内核跟踪技术全景图

9.3 配置内核以支持 ftrace

9.4 使用 ftrace 追踪内核流

9.5 实用的 ftrace 过滤选项：从开火瞄准到精确制导

9.6 实战：用原生 ftrace 追踪单次 Ping 请求

9.7 实战：使用 set_event 接口跟踪单次 Ping 请求

9.8 Ftrace 杂项与遗留问题（FAQ）

9.9 Ftrace 实战：从栈溢出监控到 Android 排毒

第 9 章 Ftrace 跟踪技术

第 10 章永不消逝的回响：当内核决定放弃

10.2 当内核决定放弃治疗——Panic 机制全解

10.3 编写自定义内核恐慌处理程序

10.4 检测内核中的死锁与 CPU 停顿

10.5 利用内核的 Hung Task 与 Workqueue 停顿检测器

第 10 章内核 Panic 与死锁检测

第 11 章深入内核：当调试器成为内核的一部分

11.2 概念上理解 KGDB 的工作原理

11.3 搭建 ARM 目标系统与内核

11.4 用 KGDB 狠狠地调试内核

11.5 调试内核模块：当符号表藏进内存里

11.6 [K]GDB 进阶技巧与杂项

11.7 进一步阅读

第 11 章 KGDB 内核调试器

第 12 章调试的武器库：没有银弹

12.2 进一步阅读

第 12 章总结与进阶阅读

Linux 设备驱动

第 1 章跨越界限：从用户空间到内核的第一步

1.2 技术准备与环境

第 1 章简单字符设备驱动入门

第 2 章内核与用户的边界

2.2 技术准备与通信路径全景

2.3 Questions

第 2 章内核与用户空间通信

第 3 章内存之外——当内核试图触碰硬件

3.2 访问内核中的硬件 I/O 内存

第 3 章硬件 I/O 内存访问

第 4 章硬件中断与内核的应答之道

4.2 技术准备与内核的中断处理真相

4.3 练习题与思考

第 4 章硬件中断处理

5.1 延迟的艺术——到底该睡多久？

第 5 章内核里的时间与异步工作

第 5 章内核延迟与时间管理

第 6 章独占的代价：临界区与原子性

第 7 章无锁的艺术与陷阱

7.2 实战中的内存屏障：一次与硬件的「小心翼翼」的对话

7.3 进一步阅读与资源

第 7 章原子操作与内存屏障

Linux 内核网络

第 1 章深入内核：网络协议栈的黑盒解剖

1.2 网络设备（The Network Device）

1.3 Linux 内核网络开发模型

第 1 章 Linux 网络栈概览

第 2 章当用户空间遇见内核

2.2 内核 Netlink 套接字

2.3 Netlink 消息头

2.4 NETLINK_ROUTE 消息：不只是路由

2.5 增删路由表项：在 FIB 里跳舞

2.6 通用 Netlink 协议

Ch02 7

第 2 章 Netlink 套接字

3.0 网络的神经系统：为何我们需要 ICMP

3.2 IPv6 的「瑞士军刀」：ICMPv6

3.3 快速参考与实战补充

第 3 章 ICMP 协议

4.1 IPv4 头部与协议注册

4.2 接收 IPv4 数据包

4.3 接收 IPv4 组播数据包

4.4 当 IP 选项在包里醒来

4.5 发送 IPv4 数据包

4.6 分片

4.7 重组：把碎掉的镜子拼回来

4.8 包转发

4.9 快速参考

第 4 章 IPv4 协议实现

5.0 没有地图，就无法远行

5.2 在路由子系统中执行查找

5.3 FIB 信息：一张路由条目的「身份证」

Ch05 4

5.5 Policy Routing：地图之外的选择权

5.6 FIB Alias：当同一个目的地有了多个分身

6.7 路由器的「悄悄话」：ICMPv4 Redirect

第 5 章 IPv4 路由子系统

第 5 章 IPv4 路由子系统

6.0 引言：一群人的信，怎么发给每一个人？

6.2 组播转发缓存 (MFC)

6.3 Multicast Router

Ch06 4

Ch06 5

6.6 The ipmr_queue_xmit() Method

或者

6.8 多路径路由

6.9 最后的备忘单

第 6 章组播路由

第 7 章 Linux 邻居子系统

7.2 用户空间与邻居子系统的交互

Ch07 3

7.4 NDISC 协议 (IPv6)

7.5 快速参考

第 7 章邻居子系统与 ARP

第 8 章当地址不再是稀缺资源

8.2 IPv6 地址类型与特殊地址

Ch08 3

8.4 扩展头部——链接式的无限扩展

8.5 Autoconfiguration：无状态的魔法

8.6 接收 IPv6 数据包

8.7 接收 IPv6 组播数据包

8.8 Multicast Listener Discovery (MLD)

8.9 速查表与内核碎片（Quick Reference）

第 8 章 IPv6 协议

第 9 章 Netfilter Frameworks

Ch09 10

9.2 Netfilter Hooks

Ch09 3

9.4 连接跟踪条目（Connection Tracking Entries）

9.5 连接跟踪助手与预期连接

9.6 IPTables：规则的前端实现

9.7 网络地址转换 (NAT)

9.8 NAT 钩子回调与连接跟踪钩子回调的共舞

9.9 NAT Hook 回调与连接跟踪扩展

第 9 章 Netfilter 与防火墙

第 10 章通往信任的隧道

10.2 IKE (Internet Key Exchange)

10.3 The XFRM Framework

10.4 ESP 实现 (IPv4)

10.5 接收一个 IPsec 数据包（传输模式）

Ch10 6

10.7 NAT Traversal in IPsec

10.8 快速参考

第 10 章 IPsec 与加密

11.1 Sockets

Ch11 2

11.3 UDP (User Datagram Protocol)

11.4 TCP (Transmission Control Protocol)

11.5 SCTP：工程权衡下的混血儿

11.6 DCCP: 数据报拥塞控制协议

11.7 快速参考手册

第 11 章传输层协议

12.1 Mac80211 Subsystem

12.2 802.11 MAC 头部

12.3 Network Topologies（网络拓扑）

12.4 节电模式 (Power Save Mode)

Ch12 5

Mac80211 实现细节

12.7 High Throughput (802.11n) —— 高速公路的入场券

把 wlan0 设置为 Mesh Point 模式

Ch12 9

第 12 章无线网络

第 13 章绕过内核的代价

Ch13 2

13.3 Memory Region (MR)

Ch13 4

13.5 Shared Receive Queue (SRQ)

Ch13 6

13.7 RDMA 支持的操作

13.8 速查表

第 13 章 RDMA 与高性能网络

14. Namespaces Implementation

14.10 通知链

14.11 The PCI Subsystem

14.12 PPPoE Header —— 把协议钉在以太网上

14.13 Android

14.14 方法速查表（工具箱里的扳手和螺丝刀）

14.15 宏定义与工具函数

14.2 UTS 命名空间的实现

14.3 网络命名空间的实现

14.4 管理 Network Namespace：从上帝视角到手动操作

14.5 Cgroups：当隔离遇上资源争夺

14.6 Busy Poll Sockets

14.7 Linux Bluetooth 子系统

14.8 IEEE 802.15.4 和 6LoWPAN

14.9 近场通信 (NFC)

第 14 章网络命名空间与高级特性

Linux 内核编程

第 1 章内核编程新视界 —— 从零开始构建你的内核工作空间

第 2 章从源码构建 6.x Linux 内核（第一部分）

第 3 章从源码构建 6.x Linux 内核（第二部分）

第 4 章你好，内核——Linux 内核模块与内核架构基础

第 5 章编写你的第一个内核模块——第二部分

6. 内核机制 essentials —— 进程与线程

第 7 章内存管理内幕

第 8 章内核内存分配器：伙伴系统与 Slab

第 9 章内核内存分配进阶：选择、回收与生存

第 10 章 CPU 调度器（第 1 部分）

第 11 章 CPU 调度器（第二部分）

第 12 章并发的代价 —— 内核同步机制 Part 1

第 13 章内核同步（下半部分）

Linux 内核学习笔记

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Chapter 3: ICMP Protocol

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ICMPv4
ICMPv6
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