The Linux Kernel Book

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出版者:John Wiley & Sons
作者:Rémy Card
出品人:
页数:548
译者:
出版时间:1998-06-30
价格:USD 80.00
装帧:Paperback
isbn号码:9780471981411
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机科学
  • 计算机
  • lrl
  • Linux
  • Kernel
  • Operating Systems
  • Programming
  • C
  • Unix
  • System Programming
  • Computer Science
  • Open Source
  • Embedded Systems
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具体描述

'The book you hold in your hand will hopefully help you understand the Linux operating system kernel better. it really is a strange and wonderful world, full of subtle details ranging from how to control the physical hardware to how to manage multiple different users at the same time with limited resources.' Linus Torvalds the Linux Kernel book by Rémy Card, Éric Dumas, Franck Mével Translated by Chris Skrimshire Linux has the performance of many commercial Unix systems. It is stable, yet continues to evolve due to the many worldwide developers continually updating it and adding further functionality. As such, it can control the latest peripheral devices on the market such as flash memory and optical disks. Its power and flexibility and the fact that it is free has assured it an enthusiastic user base in academia, amongst home hobbyists, and increasingly in the business world. The Linux Kernel Book allows you to delve into the heart of this operating system by means of an in-depth treatment of the internal functioning of the kernel. Each chapter deals in detail with the system components, including:

* Process management

* Memory management

* IPC Systems V

* Signals

* Pipes

* POSIX tty

* File systems

* Loadable modules

* Administration

The first part of each chapter presents basic concepts and describes the associated system calls, illustrating these with examples written in C. The second part of the chapter extends to a more advanced treatment, showing how the concepts are implemented at the level of the kernel and presenting the data structures and the internal functions used in Linux. Visit our Website! http://www.wiley.com/compbooks/

《Linux 内核:揭秘与实践》 这是一本面向希望深入理解 Linux 操作系统核心机制的开发人员、系统管理员以及技术爱好者的指南。本书将带领读者踏上一段探索 Linux 内核奥秘的旅程,从宏观的架构设计到微观的内核实现,力求提供一个全面而深刻的视角。 本书内容概要: 本书首先将从 Linux 内核的 总体架构 入手,介绍其分层设计理念,包括用户空间与内核空间的划分,以及不同子系统(如内存管理、进程调度、文件系统、网络协议栈等)如何协同工作,共同支撑起一个稳定高效的操作系统。读者将了解内核编译、引导过程以及模块加载等基础知识,为后续深入研究打下坚实基础。 在 进程管理 方面,本书将详细解析 Linux 中的进程与线程模型,探讨进程的创建、销毁、状态转换以及进程间通信(IPC)机制。读者将深入理解调度器的工作原理,包括各种调度策略(如 CFS、SCHED_FIFO、SCHED_RR 等)的实现细节,以及如何通过调整调度参数来优化系统性能。此外,信号处理、进程同步(如互斥锁、自旋锁、信号量)等关键概念也将被深入剖析。 内存管理 是操作系统的基石,本书将全面梳理 Linux 内核的内存管理策略。我们将详细讲解虚拟内存的概念,包括页表、TLB、内存映射(mmap)等核心组件。读者将了解物理内存的分配与回收机制,包括伙伴系统、 slab 分配器等。此外,缓存管理、页面置换算法、内存压缩以及NUMA(非统一内存访问)架构下的内存管理也将得到详细的阐述。 文件系统 作为数据持久化的关键,本书将深入探讨 Linux 支持的多种文件系统,并重点解析 ext4、XFS 等常用文件系统的内部结构与实现。读者将理解 VFS(虚拟文件系统)层的作用,以及 inode、dentry、super block 等核心数据结构。文件 I/O 的操作流程、缓存机制(如页缓存)以及文件系统的一致性与健壮性设计也将被一一揭示。 网络协议栈 是现代操作系统不可或缺的一部分,本书将引导读者深入理解 Linux 的网络栈架构。我们将从 TCP/IP 协议族出发,详细讲解数据包在内核中的处理流程,包括套接字(socket)接口、网络设备驱动、IP 层、TCP/UDP 层以及传输层安全(TLS/SSL)等。读者将了解网络流量控制、拥塞控制、软中断与硬中断在网络处理中的作用,以及 netfilter/iptables 的工作原理。 设备驱动模型 是 Linux 内核支持硬件的关键,本书将介绍 Linux 设备模型的基本概念,包括总线、设备、驱动的抽象。读者将了解字符设备、块设备和网络设备的驱动开发框架,并学习如何编写和加载自定义的内核模块来与硬件交互。中断处理机制、DMA(直接内存访问)的使用以及电源管理等高级话题也将有所涉及。 此外,本书还将涵盖 系统调用接口 的工作原理,以及用户空间程序如何通过系统调用与内核进行交互。安全机制,如权限控制、ACL(访问控制列表)以及SELinux/AppArmor 等安全框架,也将得到介绍。对于 内核调试,本书将提供实用的技巧和工具,帮助读者诊断和解决内核层面的问题。 本书特色: 深入浅出: 采用由浅入深的讲解方式,从基本概念入手,逐步深入到复杂的实现细节,确保读者能够循序渐进地掌握知识。 理论与实践结合: 不仅讲解内核的理论知识,还穿插实际的编程示例和操作指导,帮助读者将理论知识付诸实践。 覆盖全面: 涵盖了 Linux 内核的关键子系统,为读者提供了一个关于 Linux 内核的整体认知框架。 注重细节: 剖析了许多内核实现中的关键数据结构和算法,力求提供一个细节丰富、内容翔实的学习资源。 面向开发者: 旨在帮助开发者更好地理解操作系统的工作原理,从而编写出更高效、更健壮的应用程序,并为参与内核开发打下基础。 无论您是想优化现有系统的性能,还是希望深入理解操作系统的底层运作,亦或是梦想成为一名优秀的内核开发者,《Linux 内核:揭秘与实践》都将是您不可或缺的学习伙伴。本书将赋能您掌握 Linux 内核的核心技术,开启对操作系统的更深层次的探索。

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目录信息

读后感

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用户评价

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作为一名长期与嵌入式系统打交道的开发者,我发现市场上充斥着太多过于面向应用层的书籍,真正深入到内核视角去审视性能瓶颈和中断处理机制的书籍凤毛麟角。这本书的出现,无疑填补了这一巨大空白。它没有过多纠缠于用户空间的API调用细节,而是毫不留情地将读者带入到系统调用的入口,追踪数据包如何在网络堆栈中被层层处理,或者I/O请求是如何穿越块设备层到达物理介质的。我对其中关于调度器算法演进历史的分析特别感兴趣,作者不仅解释了当前的实现,还追溯了为什么会选择这种实现,这对于理解系统在不同负载下的行为至关重要。阅读体验上,尽管内容非常密集,但排版和图表的质量极高,极大地减轻了理解复杂逻辑的认知负担。可以说,这本书提供了一种看待Linux系统的全新视角——一种自下而上、聚焦于资源仲裁和同步机制的权威视角。

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我不得不说,这本书的作者显然是抱着“传道授业解惑”的态度来撰写的,而不是简单地罗列API手册。它最迷人的地方在于其对“为什么”的深度挖掘。例如,在讲解虚拟文件系统(VFS)时,作者花了大量篇幅阐述抽象层设计的必要性,以及如何通过统一的接口来支持EXT4、XFS等截然不同的文件系统类型。这种哲学层面的探讨,远比单纯的代码注释更有价值。我发现自己经常需要停下来,在虚拟机中搭建一个最小化的环境来验证书中所述的某个竞态条件或锁机制的实际运行情况。这种理论结合实践的反复校验,极大地加深了我对并发编程安全性的理解。对于那些希望参与到内核开发、或者需要进行深度性能调优的专业人士来说,这本书的价值无可替代,它提供的不仅仅是知识,更是一种系统设计的思维模型。

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这本书带给我最大的震撼在于其对模块化设计和健壮性考虑的全面性。它不仅仅是描述“代码是这样写的”,更深入地探讨了“代码为什么必须这样写才能保证系统的稳定性和可扩展性”。例如,关于内核模块加载和卸载机制的描述,清晰地展示了如何在不重启系统的前提下,动态地扩展或收缩系统的功能边界,这对于现代操作系统的弹性至关重要。我特别注意到了作者对错误处理路径的详尽梳理,这是衡量一本优秀内核书籍的重要标准。很多书籍会忽略这些“失败路径”,但这本书却将其视为设计的关键组成部分。通过对这些边缘情况的深入剖析,读者可以更深刻地体会到构建一个生产级内核所需要付出的严谨和细致。这本书绝对是系统编程领域的一部里程碑式的作品,是工具箱里最锋利的那把瑞士军刀。

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老实讲,当我拿起这本书时,我有点担心它会变成一本冷冰冰、难以消化的“字典”。但出乎意料的是,作者高超的叙事技巧让原本枯燥的代码结构变得生动起来。他擅长将复杂的内核模块串联成一个有逻辑的故事线,比如如何一个用户态进程的`fork()`请求,会依次触发哪些内核函数,涉及哪些内存区的分配和页表的修改。这种“追踪之旅”的写作手法,使得学习过程不再是孤立地啃食各个子模块,而是形成了一个整体的、动态的知识网络。我个人认为,这本书非常适合那些已经熟悉C语言和基本计算机体系结构,但苦于没有系统性资料来掌握Linux内核全貌的学习者。它不像某些参考资料那样只关注最新版本的功能,而是着眼于核心概念的永恒不变性,确保了知识的长期有效性。

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这本书简直是为那些渴望深入理解操作系统核心的硬核技术爱好者量身定做的。我花了数周时间沉浸在其中,那种感觉就像是拿到了一张进入计算机“心脏地带”的地图。作者的笔触非常清晰,即使面对像内存管理和进程调度这样晦涩难懂的概念,也能用精妙的比喻和详实的流程图将其剖析得淋漓尽致。我尤其欣赏它对底层数据结构的细致描绘,这远超出了很多教科书的泛泛而谈。读完后,我不再满足于仅仅“使用”Linux,而是真正理解了它在幕后是如何高效地协调数百万条指令和硬件交互的。那种“豁然开朗”的感觉,是其他任何关于操作系统原理的书籍都未能给予的。它不仅是理论的集合,更是一本实战指南,引导读者一步步追踪代码的执行路径,解析关键子系统的设计哲学。这本书的深度足以让一个资深的系统工程师感到充实,同时它的循序渐进又让一个有志于此的初学者感到鼓舞,成功地架起了理论与实践之间的鸿沟。

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