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出版者:Prentice Hall PTR

作者:Paul T. Ammann

出品人:

页数:608

译者:

出版时间:2001-7-23

价格:USD 49.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780130618276

丛书系列:

图书标签:

• Exchange 2000
• Microsoft Exchange
• 邮件服务器
• Windows Server
• 网络管理
• 系统管理
• IT技术
• 服务器技术
• 数据库
• Active Directory
• Exchange Server

深入探索 Linux 内核与系统编程的奥秘 书名： Linux 内核与系统编程：从用户空间到内核空间的全景解析 作者： [此处可虚构一位资深系统工程师或大学教授的名字] 页数： 约 1200 页 版次： 第二版 (修订与增补) ISBN： [此处可虚构一个ISBN号] --- 内容概要： 本书旨在为系统级程序员、高性能计算工程师以及希望深入理解现代操作系统核心机制的开发者提供一份详尽、实用的参考指南。我们聚焦于当前最主流、最稳定且应用最广泛的 Linux 操作系统，系统地剖析其架构、核心组件的工作原理，并提供大量实战性的系统编程技术，引导读者真正掌握从应用程序的启动到内核态执行的完整生命周期。 本书完全不涉及任何 Microsoft 公司的企业级消息与协作平台，特别是 Microsoft Exchange 2000 及其后续版本、相关的 Windows Server 操作系统管理、Active Directory 集成、邮件流处理、信息存储（如.EDB 文件结构）、Outlook 客户端配置、或任何针对 Windows 平台的特定 API（如 MAPI）。本书的关注点和技术栈完全基于 开源的 Unix-like 环境。 本书的核心结构围绕以下四大支柱展开： 第一部分：Linux 架构基础与启动流程（The Foundation） 本部分为后续深入学习打下坚实的基础。我们首先概述 Linux 操作系统的设计哲学，对比宏内核与微内核的优劣，并详细阐述 Linux 如何在现代多核 CPU 架构（如 x86-64）上实现高效运行。 引导过程详解： 深入分析 BIOS/UEFI、Bootloader（GRUB2/LILO）的角色，引导内核的加载过程（Kernel Initialization），以及 `init` 进程（System V init 或 systemd）如何接管用户空间管理。 内存管理单元（MMU）的艺术： 详细讲解虚拟内存（Virtual Memory）的概念，页表（Page Tables）的结构，进程地址空间布局（Stack, Heap, BSS, Data, Text 段），以及内核如何处理缺页中断（Page Faults）。 进程与线程模型： 解析 Linux 下的进程（Process）与线程（Thread）的统一模型（task_struct 结构），上下文切换（Context Switching）的开销与优化，以及线程库（如 NPTL）的实现细节。 第二部分：系统调用接口与设备驱动（The Gateway） 系统调用是用户程序与内核进行交互的唯一“官方”通道。本部分聚焦于系统调用机制的实现细节，并延伸至硬件抽象层。 系统调用机制的深度剖析： 详细拆解用户态如何触发系统调用（`int 0x80` 或 `syscall` 指令），内核如何保存用户态上下文，参数传递的约定，以及系统调用的性能考量。 核心系统调用实践： 涵盖文件操作（`open`, `read`, `write`, `mmap`, `ioctl`）、进程控制（`fork`, `execve`, `waitpid`）和信号处理（Signals）的底层实现细节和陷阱。 设备驱动基础： 介绍 Linux 设备模型（Bus, Device, Driver 层次结构），字符设备（Character Devices）与块设备（Block Devices）的注册与操作流程，以及内核模块（LKM）的加载、卸载与同步机制。 第三部分：进程间通信与网络栈（Inter-Process & Networking） 高效的并行与通信是现代应用的基础。本部分侧重于进程间同步、数据共享以及 Linux 强大的 TCP/IP 网络协议栈实现。 IPC 机制的全面覆盖： 对比传统 IPC（如 System V Message Queues, Shared Memory）与现代 IPC（如 POSIX 信号量、Futexes）的优缺点。重点分析 `epoll` 机制在处理高并发 I/O 时的原理和性能优势。 Linux 网络栈详解： 从用户空间的 Socket API (`socket`, `bind`, `listen`, `connect`) 开始，追踪数据包在内核中的旅程。深入理解 Socket Buffer 结构、TCP 拥塞控制算法（如 Cubic）、Netfilter 框架（iptables 的内核实现基础）以及零拷贝（Zero-Copy）技术。 同步与并发控制： 深入研究内核中的锁机制（Spinlocks, Mutexes, RCU/Read-Copy-Update），分析其在多核环境下的正确使用和潜在的死锁问题。 第四部分：内核子系统与性能调优（Advanced Kernel Internals） 本部分面向高级读者，探讨更深层次的内核组件及其优化策略。 调度器深入： 详述 Linux 进程调度器（CFS - Completely Fair Scheduler）的工作原理、时间片分配、优先级继承机制，以及实时调度策略（SCHED_FIFO/RR）。 文件系统内幕： 剖析虚拟文件系统（VFS）层的作用，重点解析 Ext4 文件系统的结构（inode、超级块、日志机制），以及如何通过挂载选项影响文件系统的性能和一致性。 性能分析与调试工具： 教授如何使用 `perf` 工具进行事件采样、跟踪点（kprobes/uprobes）分析，利用 `ftrace` 深入追踪函数调用路径，以及使用 GDB 进行内核调试的技术。 --- 目标读者： 希望从“会用”操作系统转变为“理解”操作系统的资深 C/C++ 开发者。 需要编写高性能驱动程序或内核模块的嵌入式/系统工程师。 研究操作系统原理、分布式系统或网络协议栈的学生和研究人员。 所有对底层技术充满热情的技术爱好者。 本书特色： 代码导向的讲解： 大量引用并分析 Linux 官方源代码的关键结构体和函数定义（基于稳定内核版本如 5.x/6.x），帮助读者将抽象概念与实际代码对应起来。 跨平台对比（非 Windows）： 在讨论特定机制时，会穿插与 BSD 或其他 Unix 类系统的对比，以凸显 Linux 实现的独特性。 大量实战案例： 提供了数百个经过验证的、用于演示内核和系统编程概念的 C 语言示例代码，所有代码均可直接在标准的 Linux 环境下编译运行。 本书是一部严谨、深入、专注于 类 Unix 操作系统底层实现 的技术巨著，是系统工程师工具箱中不可或缺的权威参考。

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