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出版者:Prentice Hall PTR

作者:Paul T. Ammann

出品人:

頁數:608

译者:

出版時間:2001-7-23

價格:USD 49.99

裝幀:Paperback

isbn號碼:9780130618276

叢書系列:

圖書標籤:

• Exchange 2000
• Microsoft Exchange
• 郵件服務器
• Windows Server
• 網絡管理
• 係統管理
• IT技術
• 服務器技術
• 數據庫
• Active Directory
• Exchange Server

深入探索 Linux 內核與係統編程的奧秘 書名： Linux 內核與係統編程：從用戶空間到內核空間的全景解析 作者： [此處可虛構一位資深係統工程師或大學教授的名字] 頁數： 約 1200 頁 版次： 第二版 (修訂與增補) ISBN： [此處可虛構一個ISBN號] --- 內容概要： 本書旨在為係統級程序員、高性能計算工程師以及希望深入理解現代操作係統核心機製的開發者提供一份詳盡、實用的參考指南。我們聚焦於當前最主流、最穩定且應用最廣泛的 Linux 操作係統，係統地剖析其架構、核心組件的工作原理，並提供大量實戰性的係統編程技術，引導讀者真正掌握從應用程序的啓動到內核態執行的完整生命周期。 本書完全不涉及任何 Microsoft 公司的企業級消息與協作平颱，特彆是 Microsoft Exchange 2000 及其後續版本、相關的 Windows Server 操作係統管理、Active Directory 集成、郵件流處理、信息存儲（如.EDB 文件結構）、Outlook 客戶端配置、或任何針對 Windows 平颱的特定 API（如 MAPI）。本書的關注點和技術棧完全基於 開源的 Unix-like 環境。 本書的核心結構圍繞以下四大支柱展開： 第一部分：Linux 架構基礎與啓動流程（The Foundation） 本部分為後續深入學習打下堅實的基礎。我們首先概述 Linux 操作係統的設計哲學，對比宏內核與微內核的優劣，並詳細闡述 Linux 如何在現代多核 CPU 架構（如 x86-64）上實現高效運行。 引導過程詳解： 深入分析 BIOS/UEFI、Bootloader（GRUB2/LILO）的角色，引導內核的加載過程（Kernel Initialization），以及 `init` 進程（System V init 或 systemd）如何接管用戶空間管理。 內存管理單元（MMU）的藝術： 詳細講解虛擬內存（Virtual Memory）的概念，頁錶（Page Tables）的結構，進程地址空間布局（Stack, Heap, BSS, Data, Text 段），以及內核如何處理缺頁中斷（Page Faults）。 進程與綫程模型： 解析 Linux 下的進程（Process）與綫程（Thread）的統一模型（task_struct 結構），上下文切換（Context Switching）的開銷與優化，以及綫程庫（如 NPTL）的實現細節。 第二部分：係統調用接口與設備驅動（The Gateway） 係統調用是用戶程序與內核進行交互的唯一“官方”通道。本部分聚焦於係統調用機製的實現細節，並延伸至硬件抽象層。 係統調用機製的深度剖析： 詳細拆解用戶態如何觸發係統調用（`int 0x80` 或 `syscall` 指令），內核如何保存用戶態上下文，參數傳遞的約定，以及係統調用的性能考量。 核心係統調用實踐： 涵蓋文件操作（`open`, `read`, `write`, `mmap`, `ioctl`）、進程控製（`fork`, `execve`, `waitpid`）和信號處理（Signals）的底層實現細節和陷阱。 設備驅動基礎： 介紹 Linux 設備模型（Bus, Device, Driver 層次結構），字符設備（Character Devices）與塊設備（Block Devices）的注冊與操作流程，以及內核模塊（LKM）的加載、卸載與同步機製。 第三部分：進程間通信與網絡棧（Inter-Process & Networking） 高效的並行與通信是現代應用的基礎。本部分側重於進程間同步、數據共享以及 Linux 強大的 TCP/IP 網絡協議棧實現。 IPC 機製的全麵覆蓋： 對比傳統 IPC（如 System V Message Queues, Shared Memory）與現代 IPC（如 POSIX 信號量、Futexes）的優缺點。重點分析 `epoll` 機製在處理高並發 I/O 時的原理和性能優勢。 Linux 網絡棧詳解： 從用戶空間的 Socket API (`socket`, `bind`, `listen`, `connect`) 開始，追蹤數據包在內核中的旅程。深入理解 Socket Buffer 結構、TCP 擁塞控製算法（如 Cubic）、Netfilter 框架（iptables 的內核實現基礎）以及零拷貝（Zero-Copy）技術。 同步與並發控製： 深入研究內核中的鎖機製（Spinlocks, Mutexes, RCU/Read-Copy-Update），分析其在多核環境下的正確使用和潛在的死鎖問題。 第四部分：內核子係統與性能調優（Advanced Kernel Internals） 本部分麵嚮高級讀者，探討更深層次的內核組件及其優化策略。 調度器深入： 詳述 Linux 進程調度器（CFS - Completely Fair Scheduler）的工作原理、時間片分配、優先級繼承機製，以及實時調度策略（SCHED_FIFO/RR）。 文件係統內幕： 剖析虛擬文件係統（VFS）層的作用，重點解析 Ext4 文件係統的結構（inode、超級塊、日誌機製），以及如何通過掛載選項影響文件係統的性能和一緻性。 性能分析與調試工具： 教授如何使用 `perf` 工具進行事件采樣、跟蹤點（kprobes/uprobes）分析，利用 `ftrace` 深入追蹤函數調用路徑，以及使用 GDB 進行內核調試的技術。 --- 目標讀者： 希望從“會用”操作係統轉變為“理解”操作係統的資深 C/C++ 開發者。 需要編寫高性能驅動程序或內核模塊的嵌入式/係統工程師。 研究操作係統原理、分布式係統或網絡協議棧的學生和研究人員。 所有對底層技術充滿熱情的技術愛好者。 本書特色： 代碼導嚮的講解： 大量引用並分析 Linux 官方源代碼的關鍵結構體和函數定義（基於穩定內核版本如 5.x/6.x），幫助讀者將抽象概念與實際代碼對應起來。 跨平颱對比（非 Windows）： 在討論特定機製時，會穿插與 BSD 或其他 Unix 類係統的對比，以凸顯 Linux 實現的獨特性。 大量實戰案例： 提供瞭數百個經過驗證的、用於演示內核和係統編程概念的 C 語言示例代碼，所有代碼均可直接在標準的 Linux 環境下編譯運行。 本書是一部嚴謹、深入、專注於 類 Unix 操作係統底層實現 的技術巨著，是係統工程師工具箱中不可或缺的權威參考。

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