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出版者:

作者:张胜涛

出品人:

页数:401

译者:

出版时间:2008-6

价格:38.00元

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isbn号码:9787302177265

丛书系列:

图书标签:

• Windows Vista
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深入探索 Linux 内核：从编译到内核调试的实践指南 书籍名称：深入探索 Linux 内核：从编译到内核调试的实践指南 内容简介： 本书是一本面向系统级程序员、内核开发者、嵌入式工程师以及对操作系统底层原理抱有浓厚兴趣的技术人员的深度实践手册。它摒弃了传统教材中过于理论化的叙述方式，专注于提供一套完整、可操作的、覆盖现代 Linux 内核生命周期各个关键环节的实践流程和深入剖析。 第一部分：奠定基础——准备高效的开发环境与工具链 本部分旨在帮助读者建立一个健壮且高效的 Linux 内核开发环境。我们不会满足于仅能“运行”内核的最低要求，而是将重点放在如何构建一个适合频繁迭代和深度调试的定制化平台。 交叉编译环境的搭建与优化： 详细介绍了针对不同架构（如 x86_64、ARMv8）配置和优化交叉编译工具链（GCC/Clang、Binutils）的完整步骤。讨论了 ccache 和 distcc 等加速编译过程的技术，确保在大型内核源码树上的修改能够迅速得到反馈。 源码获取与版本管理策略： 不仅限于克隆最新的 Linus Torvalds 树，更深入探讨了如何有效地利用 Git 进行版本控制，包括子模块管理、cherry-picking 特定补丁集、以及如何追踪和应用社区中关键维护者的分支（如 Greg KH 的稳定分支）。 虚拟化环境的最佳实践： 推荐并详细配置 KVM/QEMU 作为主要的内核测试沙箱。重点讲解如何通过 QEMU 的 `-redir`, `-append`, `-s`, `-S` 等关键参数，精确控制虚拟机的启动行为，为后续的调试会话做好铺垫。我们还将探讨使用 virtio 驱动来优化虚拟机内 I/O 性能，模拟真实硬件环境。 第二部分：内核的生命周期——编译、启动与符号解析 掌握编译和启动过程是理解内核行为的第一步。本部分将带领读者亲手“雕刻”出一个定制化的内核映像，并深入解析其引导流程。 定制化内核配置（Kconfig 深入解析）： 详细解读 Kconfig 语言的复杂性，超越 `make menuconfig` 的表面操作。讲解如何手动编写或修改 `.config` 文件，理解依赖性、互斥选项以及如何引入自定义的内核特性选项。重点分析了与性能调优和调试相关的关键配置项（如 `CONFIG_DEBUG_INFO`, `CONFIG_KGDB`）。 编译过程的深度剖析： 揭示 `Makefile` 体系的层级结构。读者将学习如何使用 `make V=1` 或 `make V=2` 来观察编译过程的每一个细节，识别哪些模块或文件被重新编译，并理解依赖图是如何被构建的。此外，我们还将探讨如何利用 SELinux 或 AppArmor 等安全模块的编译过程，来理解其与内核核心的交互。 引导加载程序与内核的握手： 重点分析 GRUB2（或 UEFI/EFI Stub）如何将控制权交给内核。详细解读 ELF 格式的内核映像结构，包括内核头部（e820 内存布局、启动参数解析）的解析过程。我们将追踪 `start_kernel()` 之前的所有汇编代码，展示 MMU 初始化、页表设置和中断向量表的建立过程。 第三部分：实时调试与故障排除——深入内核的“手术刀” 这是本书的核心和价值所在，教授如何在内核崩溃或行为异常时，进行高效、精确的定位和修复。 KGDB/KDB 实践指南： 提供了基于串口（Serial Port）和网络（TCP）的远程内核调试配置指南。重点演示如何设置断点、单步执行、检查寄存器状态、以及最重要的——如何查看和修改内核内存中的数据结构（如任务队列、内存描述符）。我们将通过一个经典的内核死锁场景，完整演练使用 KGDB 诊断问题的全过程。 动态追踪技术： 介绍了 Ftrace 框架的全面应用。不仅仅是简单的函数跟踪，更深入到 Ring Buffer、Event Tracing 的配置。我们还将讲解如何使用 BPF/BCC 工具集（如 `execsnoop`, `runqlat`）来监控特定系统调用和调度延迟，以非侵入式的方式获取性能数据。 内存调试与泄漏检测： 详细讲解 KASAN (Kernel Address Sanitizer) 的启用与结果分析。针对内核内存泄漏，演示如何利用 SLAB/SLUB 调试选项 (`SLUB_DEBUG`) 和 `kmemleak` 工具，定位未释放的内核堆内存，并分析栈回溯信息，找出分配点。 系统崩溃分析（Oops/Panic）： 深入解析内核 Oops 和 Panic 信息的结构。教会读者如何解读堆栈回溯中的符号地址，如何利用 `addr2line` 或 Map 文件将地址映射回源代码行号，并结合 `dmesg` 日志，还原崩溃前的关键状态。 第四部分：模块化开发与自定义驱动 掌握了基础调试后，本书将引导读者参与到实际的内核扩展工作中——编写和调试内核模块。 LKM (Loadable Kernel Modules) 最佳实践： 讲解模块的初始化/清理函数、必要的导出符号 (`EXPORT_SYMBOL`)、以及模块参数的传递。重点讨论模块与用户空间（User Space）的通信机制，如 `ioctl`、`procfs`/`sysfs` 接口的设计与安全考量。 驱动模型基础： 以一个简单的字符设备驱动为例，详细解析 PCI/USB 子系统的探测、绑定和资源分配流程。展示如何正确地注册设备、管理中断请求（IRQs），以及如何安全地操作硬件寄存器（Memory-Mapped I/O）。 并发控制与同步原语： 深入探讨在多核环境下，内核编程的复杂性。全面介绍自旋锁（Spinlocks）、互斥锁（Mutexes）、信号量（Semaphores）以及 RCU (Read-Copy-Update) 的使用场景和陷阱。通过实例演示如何使用锁来保护共享数据结构，避免竞态条件。 目标读者收获： 完成本书的学习后，读者将不再是只能使用预编译内核的“用户”，而是能够自信地修改、编译、调试和优化 Linux 内核的“开发者”。你将获得在最底层解决复杂系统问题的能力，从而能够为高性能计算、实时系统或定制化嵌入式平台开发出更加稳定和高效的软件栈。本书提供的技术深度和广度，是迈向专业内核工程师的必经之路。

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拿到这本书，我主要关注点在于它对新功能和安全特性的覆盖深度。Vista相比XP，最引人注目的就是其安全架构的彻底重构，而这本书对这方面的阐述，简直是教科书级别的详尽。我尤其欣赏作者在讲解Windows Defender和BitLocker加密时的那种近乎严谨的态度。它没有简单地罗列“开启”或“关闭”的选项，而是深入剖析了这些安全机制背后的逻辑——比如，Defender是如何进行实时扫描的，以及在什么场景下会触发高风险警告。对于BitLocker，书中甚至模拟了企业环境下的密钥管理流程，这对于当时许多尝试将Vista引入工作环境的IT爱好者来说，提供了非常宝贵的参考。这种超越普通用户层面的讲解深度，让这本书的厚度显得名副其实。我记得尝试按照书中的指导配置了一个复杂的网络共享权限，涉及到了工作组和域环境的初步概念，整个过程下来，我感觉自己对Vista的安全性构建有了一个全新的、更深层次的理解，远非官方帮助文档那种生硬的指导可比。

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这本厚厚的《Windows Vista实用教程》拿到手里，首先映入眼帘的就是那略显陈旧的封面设计，一下子就把我的思绪拉回了那个Vista刚刚崭露头角的年代。说实话，我当初买这本书，完全是冲着它“实用”二字去的，希望能借此彻底摆脱XP时代遗留下的操作习惯，拥抱微软号称的“未来之窗”。书的排版设计中规中矩，大量的截图和步骤说明占据了大部分篇幅，这对于初次接触Vista复杂用户界面的我来说，无疑是一种及时的“拐杖”。我记得最清楚的是关于Aero Glass效果的深度解析，作者花费了好几页篇幅，详细讲解了如何调整透明度、阴影设置，甚至还涉及到了显卡驱动与效果兼容性的排查，那份细致程度，简直让人觉得Vista不再是一个漂浮不定的概念，而是可以被我们亲手调校的精致工具。特别是它对Vista文件系统权限管理那部分的讲解，简直是细致入微，即便对于我这样一个有点技术背景的普通用户，也感觉受益匪浅，那些UAC（用户账户控制）的弹窗不再是恼人的干扰，而是被赋予了清晰的意义和应对之策。这本书的价值，很大程度上体现在它对一个特定历史时期操作系统进行“全景扫描”的努力上，它不是空泛的理论说教，而是扎扎实实的“实操手册”。

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这本书的最后一章，通常是关于系统备份与恢复的，而这本Vista教程在这部分的介绍堪称详尽到了“偏执”的地步。它没有局限于Windows自带的备份工具，而是花了不少篇幅介绍了Vista引入的“系统还原点”机制，以及如何应对系统文件损坏、驱动冲突等常见故障。我当时就严格按照书中的流程，设置了多重还原点，并进行了一次模拟的系统快照恢复测试。书中对于“卷影复制服务”（VSS）的原理性介绍，虽然技术术语不少，但配合着图示，倒是能让人大致明白Vista是如何在系统运行时备份文件的。最令我印象深刻的是，作者还提供了一个关于“驱动程序回滚”的详细指南，手把手教导读者如何在不进入安全模式的情况下，通过设备管理器安全地卸载有问题的驱动并恢复到上一个稳定版本。这种对系统稳定性和可恢复性的极端重视，恰恰体现了那个时代操作系统设计者对“用户体验”的另一种理解方式。

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说实话，阅读这本书的过程，更像是一场“怀旧之旅”，它完整地保留了那个时代技术文档特有的语感和侧重点。书中对于Vista的性能优化部分，着墨不少，但现在看来，这些优化技巧更多地反映了当时硬件资源的局限性。比如，书中花了大量篇幅教导如何禁用某些视觉效果以提升老旧机型的运行速度，或者如何合理分配SuperFetch的缓存空间，这些在今天看来可能显得有些“过时”的建议，却精准地勾勒出了当年用户在尝试运行一个“过于超前”的操作系统时所面临的困境。我记得最清楚的是，书中详细对比了Vista和XP在内存管理上的区别，并提供了注册表层面的微调方案——这种略带“黑客精神”的指导，是现在很多简洁明了的教程中所不具备的。它没有回避Vista在发布初期饱受诟病的性能问题，反而将其作为讲解操作系统底层逻辑的一个契机，这种坦诚的态度，倒是为这本书增添了几分可信度。

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我购买这本《中文版Windows Vista实用教程》的初衷，其实是想弄明白Vista的搜索功能究竟比XP强大在哪里。这本书在这方面没有让我失望，它将Vista引入的Instant Search特性，从文件搜索、邮件搜索到系统设置搜索，进行了分门别类的拆解。作者很巧妙地使用了“索引构建与维护”这一章节，详细阐述了Vista是如何通过后台服务建立全局索引的，这对于理解为什么某些文件夹的搜索速度奇快，而另一些则需要漫长等待至关重要。更让我眼前一亮的是，书中居然包含了如何利用Vista的搜索语法进行复杂的组合查询，比如使用“kind:document datemodified:lastweek author:smith”这样的高级命令。这已经超出了普通用户对“搜索”的理解范畴，更像是在教授一种新的信息检索哲学。这种对操作系统核心交互模式的深度挖掘，使得这本书不仅仅停留在“如何操作”的层面，更上升到了“为何如此设计”的思考高度。

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