深入Linux内核架构与底层原理

深入Linux内核架构与底层原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:电子工业出版社
作者:刘京洋
出品人:
页数:396
译者:
出版时间:2017-11-1
价格:89.00元
装帧:平装
isbn号码:9787121322907
丛书系列:
图书标签:
  • Linux
  • 计算机
  • 内核
  • programming
  • 操作系统
  • Linux内核
  • 内核架构
  • 底层原理
  • 操作系统
  • C语言
  • 系统编程
  • 内存管理
  • 进程管理
  • 驱动开发
  • 计算机科学
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具体描述

《深入Linux内核架构与底层原理》主要描述Linux系统的总体框架和设计思想,包含很多可以直接操作的实例,目的是希望读者对Linux系统背后的逻辑有一个全面的了解。《深入Linux内核架构与底层原理》力求贴近实际的工作使用,在比较核心且常用的技术点有更加深入的解释,对实际使用Linux系统工作大有裨益。

《深入Linux内核架构与底层原理》共13章,其中第1~3章是总览,第4~13章是分领域阐述。第1~3章总体介绍Linux的基本知识;第4章以Linux系统的启动开始深入叙述;第5章是Linux系统运行中使用者最常接触到的进程概念,重点介绍进程的原理;第6章是Linux内核的内存管理方法与用户端使用内存的底层方法,即重点介绍glibc底层到内核之间的内存管理过程;第7~13章分别是关于安全机制、网络、总线与设备变动、二进制、存储、虚拟化与云、硬件专用子系统的内容。这些子系统都是Linux系统运行中非常重要的领域,是深入理解Linux系统原理不可或缺的知识补充。

作者简介

刘京洋,中山大学双学士、硕士,创建中山大学嵌入式组,在嵌入式实验室工作6年。工作早期担任创业公司总经理,投资公司总裁助理,后来专心技术,先后就职于TP-LINK、YY直播和网易游戏,从事内核和网络安全研发,对Linux系统底层有深入的理解。联系QQ:575705195,很高兴与大家沟通探讨相关学术问题。 韩方,武汉大学研究生毕业,先后就职于华为和YY直播,具有多年安全领域的攻防对抗、安全体系建设和开发经验,精通Linux内核开发和应用开发,申请过多项发明专利,多次参加国内外技术峰会并进行分享。

目录信息

第一章 linux总览
1. 简介
2. Linux学习曲线和职业曲线
3. 如何形成一个内核
第二章 Linux内核架构
1. 常见架构范式与核心系统
2. 基础功能元素
3. 特殊硬件框架
4. 特殊软件机制
5. 系统调用
第三章 内核数据结构
1. 链表与哈希表
2. LRU
3. 树
4. 其他常见数据结构
第四章 Linux系统的启动
1. 启动的硬件支持
2. Bootloader和内核二进制
3. 启动原理
第五章 进程(重点)
1. 进程原理
2. 进程调度
3. 资源锁
4. 多进程与进程通信
5. 进程对资源的使用
第六章 内存管理(重点)
1. 内存的组织方式
2. 内核内存的申请和释放
3. 内核页面回收算法(PFRA)
4. 内核内存压缩技术
5. 其他内核内存基础服务
6. 用户端对内核内存管理系统的调整
7. 用户端进程的内存管理
8. 相关系统调用和API
第七章 安全
1. Linux安全体系概览
2. 安全的核心:加密与机制
3. Linux用户和权限系统
4. 分布于其他功能模块的安全机制
第八章 网络(重点)
1. Linux内核支持的网络特性概览
2. Linux网络架构与socket模型
3. IP实现架构
4. IP路由系统
5. TCP子系统
6. Filter子系统
7. 网络服务质量
第九章 总线
1. PCI
2. USB
3. Platform
第十章 二进制(重点)
1. 函数调用
2. 二进制的兼容性
3. ELF文件的执行原理
4. ELF安全性
第十一章 存储(重点)
1. 磁盘管理
2. 存储协议:linux下SCSI子系统架构
3. 通用块抽象层
4. 缓存层
5. 文件系统层
6. 分布式存储
7. 常用存储管理高级命令
第十二章 虚拟化与云
1. 常见虚拟化方案
2. 分布式文件系统
3. 虚拟化专用文件系统
4. Docker
第十三章 其他重要模块与高级管理工具
1. 内核到用户空间设备管理
2. 内核调试
3. 专用子系统
· · · · · · (收起)

读后感

评分

正如作者自己说的,有经验的人看这本书就像喝水一样。在看这本书的时候,有的章节的确看着就像在喝水,比如网络的部分,而有的章节看着完全不够细致,比如内存管理,说起来slab这么重要的机制作者居然100个字不到就交待了。而为什么说作者是牛人,因为作者对很多问题是有自己的...

评分

正如作者自己说的,有经验的人看这本书就像喝水一样。在看这本书的时候,有的章节的确看着就像在喝水,比如网络的部分,而有的章节看着完全不够细致,比如内存管理,说起来slab这么重要的机制作者居然100个字不到就交待了。而为什么说作者是牛人,因为作者对很多问题是有自己的...

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评分

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用户评价

评分

读完这本书的章节后,我有一种强烈的“意犹未尽”感,特别是关于中断处理和异常机制的部分。作者的叙事节奏非常平稳,行文流畅,即便是一些复杂的概念也能用相对清晰的语言串联起来。但是,这种“清晰”有时候是以牺牲深度为代价的。比如,在描述硬件中断向量表如何被初始化并加载到CPU的寄存器组时,我期待看到更多关于汇编代码级别的介入点,如何从启动加载器(Bootloader)过渡到内核对中断描述符表(IDT)的建立过程。我特别想了解在现代多核系统上,本地高级可编程中断控制器(APIC)是如何被配置以实现负载均衡的,以及在中断上下文切换时,寄存器堆栈的保存与恢复是否涉及到特定的编译器优化或ABI约束。遗憾的是,这些细节似乎都被巧妙地“跳过”了,取而代之的是对中断优先级和软中断(SoftIRQ)在用户态/内核态转换中角色的概念性解释。对于那些想通过这本书来调试复杂驱动程序或分析实时性问题的开发者来说,这本书提供的“地图”可能过于简化了,它更像是给旅行者看的风景明信片,而不是给探险家准备的详细地形图。我必须承认,在概念梳理上它做得不错,但离“深入”二字,还隔着好几层技术壁垒没有被攻破。

评分

本书在描述系统启动过程时,引入了对UEFI和BIOS环境的宏观对比,并对早期内核初始化阶段的依赖关系进行了梳理,结构组织得非常清晰。然而,这种“宏观”的介绍,使得关键的底层衔接点显得模糊不清。我翻阅了关于启动汇编代码(如 `head.S`)部分的解读,希望能够追踪到硬件寄存器的首次写入,以及内核堆栈是如何被搭建起来的,但这部分内容被一笔带过,主要集中在对“内核进入保护模式”这一事件的描述上。更有甚者,当涉及到I/O子系统的复杂性时,例如对中断向量的重新映射(Remapping)过程,书中仅仅用了一段话来概括其重要性,而没有展示出是如何与ACPI表进行交互,解析出实际的硬件地址。这种处理方式让我想起那些只告诉你“结果是什么”而不是“如何到达那里”的教程。对于一个渴望了解从按下电源键到第一个Shell提示符出现之间,硬件与软件之间那场无声的、精密的对话的读者来说,这本书提供的信息量是不够的,它像是一个精美的导游手册,但缺少了那些需要深入挖掘的、布满灰尘的历史文献的重量感和细节度。

评分

这本书的装帧设计着实令人眼前一亮,封面那种深邃的蓝色调,配上烫金的字体,一下子就抓住了我的眼球。我抱着极大的期待翻开第一页,希望它能像它的名字一样,带我进入一个广阔而精密的内核世界。然而,当我真正开始阅读后,发现这本书的内容似乎更侧重于高层次的抽象概念阐述,比如系统调用的生命周期概述,或者模块化设计的哲学思考。它花了大量的篇幅去描绘一个宏伟的蓝图,却在关键的技术细节上显得有些捉襟见肘。比如,当谈及进程调度时,我期待看到更细致的锁机制、时间片轮转的具体算法实现,或是SMP环境下缓存一致性的处理策略,但书中的描述更多是停留在理论层面,像是给初学者做的导览,而不是给有一定基础的工程师准备的深度挖掘工具。我试图在其中寻找关于内存管理单元(MMU)如何与TLB协同工作的具体代码级分析,或者在虚拟文件系统(VFS)层面对不同文件系统接口的性能权衡比较,但这些“干货”似乎被刻意地弱化了。整体感觉上,它更像是一本优秀的“内核导论”教材,而非“深入内核架构与底层原理”的实战手册。我希望它能更勇敢地撕开那层抽象的面纱,直接展示那些令人头疼却又无比迷人的底层“布线”。

评分

我注意到这本书在论述内核同步原语(如自旋锁、信号量)的设计哲学时,花费了相当大的篇幅来讨论其历史演进和设计权衡。这种历史回顾的视角很有趣,有助于理解为什么某些看似低效的机制至今仍被保留。但是,从一个追求实际操作和性能优化的读者的角度来看,我更关注的是这些同步机制在现代CPU架构下的具体实现差异和性能瓶颈。例如,书中对读写锁(RWLock)的介绍,仅仅停留在“允许多个读者或一个写者”的层面。我希望看到的是,在 x86 架构下,如何利用特定的内存屏障(Memory Barriers/Fences)指令来确保跨CPU的可见性,以及在不同内核版本中,自旋锁的“递增锁计数”和“快速路径/慢速路径”切换的汇编级别代码差异。特别是对于无锁编程(Lock-free programming)的探讨,我期待看到更深入的原子操作(Atomic Operations)如何基于CAS(Compare-and-Swap)指令实现更精细的同步控制。这本书的叙述方式更像是向管理层汇报系统的高级状态,而不是向一线工程师展示代码的微观运行轨迹,这使得我在尝试将理论应用于实际性能调优时,缺乏直接可操作的指导依据。

评分

这本书的排版和图示设计确实是业内顶尖水平,不得不提。配色方案专业而不失活力,结构图清晰明了,逻辑分支一目了然,这极大地提升了阅读体验,尤其是在面对诸如页表结构或进程间通信(IPC)机制这种本身就错综复杂的主题时。然而,这种视觉上的享受似乎掩盖了内容上的薄弱。举例来说,在讲解内存映射(mmap)的内部机制时,我本来期望看到一个详尽的流程图,展示从用户空间 `mmap` 调用到内核创建 `vm_area_struct`,再到硬件页表项(PTE)写入的每一步系统调用上下文切换的细节。书中给出的图表更像是概念性的流程图,而非底层数据结构的具体映射。我尝试寻找关于写时复制(Copy-on-Write, COW)策略在 `fork()` 系统调用中,如何精确管理物理页引用计数和权限位的细节,甚至是当发生缺页异常(Page Fault)时,内核异常处理程序的具体执行路径,以及如何与硬件MMU协作填补缺失的页。这些关于“如何做”的关键信息,在书中都处理得过于“高屋建瓴”,让人感觉像是在高空俯瞰整个系统,而不是身处其中,亲手操作每一个螺丝钉。对于追求极致技术细节的读者,这可能会成为一个不小的障碍。

评分

怎么说,内核的书不好写,因为真的要深入的话那就是厚厚一本,这本书的感觉就是名次相对较新,但知识点还是走马观花,就像序里写的一样,“有经验的人阅读本书像喝水一样。”,现在明白了,大概就是这样。

评分

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