互联网
类型
9.1
豆瓣评分
可以朗读
语音朗读
1277千字
字数
2018-04-01
发行日期
展开全部
主编推荐语
众所周知，Linux操作系统的源代码复杂、文档少，对程序员的要求高，要想看懂这些代码并不是一件容易事。本书结合内核版本2.6.24源代码中最关键的部分，深入讨论Linux内核的概念、结构和实现。
内容简介
本书适合Linux系统编程人员、系统管理者以及Linux爱好者学习使用。本书讨论了Linux内核的概念、结构和实现。主要内容包括多任务、调度和进程管理，物理内存的管理以及内核与相关硬件的交互，用户空间的进程如何访问虚拟内存，如何编写设备驱动程序，模块机制以及虚拟文件系统，Ext文件系统属性和访问控制表的实现方式，内核中网络的实现，系统调用的实现方式，内核对时间相关功能的处理，页面回收和页交换的相关机制以及审计的实现等。此外，本书借助内核源代码中关键部分进行讲解，帮助读者掌握重要的知识点，从而在运用中充分展现Linux系统的魅力。
目录
- 版权信息
- 版权声明
- 致谢
- 引言
- 第1章 简介和概述
- 1.1 内核的任务
- 1.2 实现策略
- 1.3 内核的组成部分
- 1.3.1 进程、进程切换、调度
- 1.3.2 UNIX进程
- 1.3.3 地址空间与特权级别
- 1.3.4 页表
- 1.3.5 物理内存的分配
- 1.3.6 计时
- 1.3.7 系统调用
- 1.3.8 设备驱动程序、块设备和字符设备
- 1.3.9 网络
- 1.3.10 文件系统
- 1.3.11 模块和热插拔
- 1.3.12 缓存
- 1.3.13 链表处理
- 1.3.14 对象管理和引用计数
- 1.3.15 数据类型
- 1.3.16 本书的局限性
- 1.4 为什么内核是特别的
- 1.5 行文注记
- 1.6 小结
- 第2章 进程管理和调度
- 2.1 进程优先级
- 2.2 进程生命周期
- 抢占式多任务处理
- 2.3 进程表示
- 2.3.1 进程类型
- 2.3.2 命名空间
- 2.3.3 进程ID号
- 2.3.4 进程关系
- 2.4 进程管理相关的系统调用
- 2.4.1 进程复制
- 2.4.2 内核线程
- 2.4.3 启动新程序
- 2.4.4 退出进程
- 2.5 调度器的实现
- 2.5.1 概观
- 2.5.2 数据结构
- 2.5.3 处理优先级
- 2.5.4 核心调度器
- 2.6 完全公平调度类
- 2.6.1 数据结构
- 2.6.2 CFS操作
- 2.6.3 队列操作
- 2.6.4 选择下一个进程
- 2.6.5 处理周期性调度器
- 2.6.6 唤醒抢占
- 2.6.7 处理新进程
- 2.7 实时调度类
- 2.7.1 性质
- 2.7.2 数据结构
- 2.7.3 调度器操作
- 2.8 调度器增强
- 2.8.1 SMP调度
- 2.8.2 调度域和控制组
- 2.8.3 内核抢占和低延迟相关工作
- 2.9 小结
- 第3章 内存管理
- 3.1 概述
- 3.2 (N)UMA模型中的内存组织
- 3.2.1 概述
- 3.2.2 数据结构
- 3.3 页表
- 3.3.1 数据结构
- 3.3.2 页表项的创建和操作
- 3.4 初始化内存管理
- 3.4.1 建立数据结构
- 3.4.2 特定于体系结构的设置
- 3.4.3 启动过程期间的内存管理
- 3.5 物理内存的管理
- 3.5.1 伙伴系统的结构
- 3.5.2 避免碎片
- 3.5.3 初始化内存域和结点数据结构
- 3.5.4 分配器API
- 3.5.5 分配页
- 3.5.6 释放页
- 3.5.7 内核中不连续页的分配
- 3.5.8 内核映射
- 3.6 slab分配器
- 3.6.1 备选分配器
- 3.6.2 内核中的内存管理
- 3.6.3 slab分配的原理
- 3.6.4 实现
- 3.6.5 通用缓存
- 3.7 处理器高速缓存和TLB控制
- 3.8 小结
- 第4章 进程虚拟内存
- 4.1 简介
- 4.2 进程虚拟地址空间
- 4.2.1 进程地址空间的布局
- 4.2.2 建立布局
- 4.3 内存映射的原理
- 4.4 数据结构
- 4.4.1 树和链表
- 4.4.2 虚拟内存区域的表示
- 4.4.3 优先查找树
- 4.5 对区域的操作
- 4.5.1 将虚拟地址关联到区域
- 4.5.2 区域合并
- 4.5.3 插入区域
- 4.5.4 创建区域
- 4.6 地址空间
- 4.7 内存映射
- 4.7.1 创建映射
- 4.7.2 删除映射
- 4.7.3 非线性映射
- 4.8 反向映射
- 4.8.1 数据结构
- 4.8.2 建立逆向映射
- 4.8.3 使用逆向映射
- 4.9 堆的管理
- 4.10 缺页异常的处理
- 4.11 用户空间缺页异常的校正
- 4.11.1 按需分配/调页
- 4.11.2 匿名页
- 4.11.3 写时复制
- 4.11.4 获取非线性映射
- 4.12 内核缺页异常
- 4.13 在内核和用户空间之间复制数据
- 4.14 小结
- 第5章 锁与进程间通信
- 5.1 控制机制
- 5.1.1 竞态条件
- 5.1.2 临界区
- 5.2 内核锁机制
- 5.2.1 对整数的原子操作
- 5.2.3 信号量
- 5.2.4 RCU机制
- 5.2.5 内存和优化屏障
- 5.2.6 读者/写者锁
- 5.2.7 大内核锁
- 5.2.8 互斥量
- 5.2.9 近似的per-CPU计数器
- 5.2.10 锁竞争与细粒度锁
- 5.3 System V进程间通信
- 5.3.1 System V机制
- 5.3.2 信号量
- 5.3.3 消息队列
- 5.3.4 共享内存
- 5.4 其他IPC机制
- 5.4.1 信号
- 5.4.2 管道和套接字
- 5.5 小结
- 第6章 设备驱动程序
- 6.1 I/O体系结构
- 扩展硬件
- 6.2 访问设备
- 6.2.1 设备文件
- 6.2.2 字符设备、块设备和其他设备
- 6.2.3 使用ioctl进行设备寻址
- 6.2.4 主从设备号的表示
- 6.2.5 注册
- 6.3 与文件系统关联
- 6.3.1 inode中的设备文件成员
- 6.3.2 标准文件操作
- 6.3.3 用于字符设备的标准操作
- 6.3.4 用于块设备的标准操作
- 6.4 字符设备操作
- 6.4.1 表示字符设备
- 6.4.2 打开设备文件
- 6.4.3 读写操作
- 6.5 块设备操作
- 6.5.1 块设备的表示
- 6.5.2 数据结构
- 6.5.3 向系统添加磁盘和分区
- 6.5.4 打开块设备文件
- 6.5.5 请求结构
- 6.5.6 BIO
- 6.5.7 提交请求
- 6.5.8 I/O调度
- 6.5.9 ioctl的实现
- 6.6 资源分配
- 6.6.1 资源管理
- 6.6.2 I/O内存
- 6.6.3 I/O端口
- 6.7 总线系统
- 6.7.1 通用驱动程序模型
- 6.7.2 PCI总线
- 6.7.3 USB
- 6.8 小结
- 第7章 模块
- 7.1 概述
- 7.2 使用模块
- 7.2.1 添加和移除
- 7.2.2 依赖关系
- 7.2.3 查询模块信息
- 7.2.4 自动加载
- 7.3 插入和删除模块
- 7.3.1 模块的表示
- 7.3.2 依赖关系和引用
- 7.3.3 模块的二进制结构
- 7.3.4 插入模块
- 7.3.5 移除模块
- 7.4 自动化与热插拔
- 7.4.1 kmod实现的自动加载
- 7.4.2 热插拔
- 7.5 版本控制
- 7.5.1 校验和方法
- 7.5.2 版本控制函数
- 7.6 小结
- 第8章 虚拟文件系统
- 8.1 文件系统类型
- 8.2 通用文件模型
- 8.2.1 inode
- 8.2.2 链接
- 8.2.3 编程接口
- 8.2.4 将文件作为通用接口
- 8.3 VFS的结构
- 8.3.1 结构概观
- 8.3.2 inode
- 8.3.3 特定于进程的信息
- 8.3.4 文件操作
- 8.3.5 目录项缓存
- 8.4 处理VFS对象
- 8.4.1 文件系统操作
- 8.4.2 文件操作
- 8.5 标准函数
- 8.5.1 通用读取例程
- 8.5.2 失效机制
- 8.5.3 权限检查
- 8.6 小结
- 第9章 Ext文件系统族
- 9.1 简介
- 9.2 Ext2文件系统
- 9.2.1 物理结构
- 9.2.2 数据结构
- 9.2.3 创建文件系统
- 9.2.4 文件系统操作
- 9.3 Ext3文件系统
- 9.3.1 概念
- 9.3.2 数据结构
- 9.4 小结
- 第10章 无持久存储的文件系统
- 10.1 proc文件系统
- 10.1.1 /proc的内容
- 10.1.2 数据结构
- 10.1.3 初始化
- 10.1.4 装载proc文件系统
- 10.1.5 管理/proc数据项
- 10.1.6 读取和写入信息
- 10.1.7 进程相关的信息
- 10.1.8 系统控制机制
- 10.2 简单的文件系统
- 10.2.1 顺序文件
- 10.2.2 用libfs编写文件系统
- 10.2.3 调试文件系统
- 10.2.4 伪文件系统
- 10.3 sysfs
- 10.3.1 概述
- 10.3.2 数据结构
- 10.3.3 装载文件系统
- 10.3.4 文件和目录操作
- 10.3.5 向sysfs添加内容
- 10.4 小结
- 第11章 扩展属性和访问控制表
- 11.1 扩展属性
- 11.1.1 到虚拟文件系统的接口
- 11.1.2 Ext3中的实现
- 11.1.3 Ext2中的实现
- 11.2 访问控制表
- 11.2.1 通用实现
- 11.2.2 Ext3中的实现
- 11.2.3 Ext2中的实现
- 11.3 小结
- 第12章 网络
- 12.1 互联的计算机
- 12.2 ISO/OSI和TCP/IP参考模型
- 12.3 通过套接字通信
- 12.3.1 创建套接字
- 12.3.2 使用套接字
- 12.3.3 数据报套接字
- 12.4 网络实现的分层模型
- 12.5 网络命名空间
- 12.6 套接字缓冲区
- 12.6.1 使用套接字缓冲区管理数据
- 12.6.2 管理套接字缓冲区数据
- 12.7 网络访问层
- 12.7.1 网络设备的表示
- 12.7.2 接收分组
- 12.7.3 发送分组
- 12.8 网络层
- 12.8.1 IPv4
- 12.8.2 接收分组
- 12.8.3 交付到本地传输层
- 12.8.4 分组转发
- 12.8.5 发送分组
- 12.8.6 netfilter
- 12.8.7 IPv6
- 12.9 传输层
- 12.9.1 UDP
- 12.9.2 TCP
- 12.10 应用层
- 12.10.1 socket数据结构
- 12.10.2 套接字和文件
- 12.10.3 socketcall系统调用
- 12.10.4 创建套接字
- 12.10.5 接收数据
- 12.10.6 发送数据
- 12.11 内核内部的网络通信
- 12.11.1 通信函数
- 12.11.2 netlink机制
- 12.12 小结
- 第13章 系统调用
- 13.1 系统程序设计基础
- 13.1.1 追踪系统调用
- 13.1.2 支持的标准
- 13.1.3 重启系统调用
- 13.2 可用的系统调用
- 13.3 系统调用的实现
- 13.3.1 系统调用的结构
- 13.3.2 访问用户空间
- 13.3.3 追踪系统调用
- 13.4 小结
- 第14章 内核活动
- 14.1 中断
- 14.1.1 中断类型
- 14.1.2 硬件IRQ
- 14.1.3 处理中断
- 14.1.4 数据结构
- 14.1.5 中断电流处理
- 14.1.6 初始化和分配IRQ
- 14.1.7 处理IRQ
- 14.2 软中断
- 14.2.1 开启软中断处理
- 14.2.2 软中断守护进程
- 14.3 tasklet
- 14.3.1 创建tasklet
- 14.3.2 注册tasklet
- 14.3.3 执行tasklet
- 14.4 等待队列和完成量
- 14.4.1 等待队列
- 14.4.2 完成量
- 14.4.3 工作队列
- 14.5 小结
- 第15章 时间管理
- 15.1 概述
- 15.1.1 定时器的类型
- 15.1.2 配置选项
- 15.2 低分辨率定时器的实现
- 15.2.1 定时器激活与进程统计
- 15.2.2 处理jiffies
- 15.2.3 数据结构
- 15.2.4 动态定时器
- 15.3 通用时间子系统
- 15.3.1 概述
- 15.3.2 配置选项
- 15.3.3 时间表示
- 15.3.4 用于时间管理的对象
- 15.4 高分辨率定时器
- 15.4.1 数据结构
- 15.4.2 设置定时器
- 15.4.3 实现
- 15.4.4 周期时钟仿真
- 15.4.5 切换到高分辨率定时器
- 15.5 动态时钟
- 15.5.1 数据结构
- 15.5.2 低分辨率系统下的动态时钟
- 15.5.3 高分辨率系统下的动态时钟
- 15.5.4 停止和启动周期时钟
- 15.6 广播模式
- 15.7 定时器相关系统调用的实现
- 15.7.1 时间基准
- 15.7.2 alarm和setitimer系统调用
- 15.7.3 获取当前时间
- 15.8 管理进程时间
- 15.9 小结
- 第16章 页缓存和块缓存
- 16.1 页缓存的结构
- 16.1.1 管理和查找缓存的页
- 16.1.2 回写修改的数据
- 16.2 块缓存的结构
- 16.3 地址空间
- 16.3.1 数据结构
- 16.3.2 页树
- 16.3.3 地址空间操作
- 16.4 页缓存的实现
- 16.4.1 分配页
- 16.4.2 查找页
- 16.4.3 在页上等待
- 16.4.4 对整页的操作
- 16.4.5 页缓存预读
- 16.5 块缓存的实现
- 16.5.1 数据结构
- 16.5.2 操作
- 16.5.3 页缓存和块缓存的交互
- 16.5.4 独立的缓冲区
- 16.6 小结
- 第17章 数据同步
- 17.1 概述
- 17.2 pdflush机制
- 17.3 启动新线程
- 17.4 线程初始化
- 17.5 执行实际工作
- 17.6 周期性刷出
- 17.7 相关的数据结构
- 17.7.1 页状态
- 17.7.2 回写控制
- 17.7.3 可调参数
- 17.8 中央控制
- 17.9 超级块同步
- 17.10 inode同步
- 17.10.1 遍历超级块
- 17.10.2 考察超级块inode
- 17.10.3 回写单个inode
- 17.11 拥塞
- 17.11.1 数据结构
- 17.11.2 阈值
- 17.11.3 拥塞状态的设置和清除
- 17.11.4 在拥塞队列上等待
- 17.12 强制回写
- 17.13 膝上模式
- 17.14 用于同步控制的系统调用
- 17.15 完全同步
- 17.15.1 inode的同步
- 17.15.2 单个文件的同步
- 17.15.3 内存映射的同步
- 17.16 小结
- 第18章 页面回收和页交换
- 18.1 概述
- 18.1.1 可换出页
- 18.1.2 页颠簸
- 18.1.3 页交换算法
- 18.2 Linux内核中的页面回收和页交换
- 18.2.1 交换区的组织
- 18.2.2 检查内存使用情况
- 18.2.3 选择要换出的页
- 18.2.4 处理缺页异常
- 18.2.5 缩减内核缓存
- 18.3 管理交换区
- 18.3.1 数据结构
- 18.3.2 创建交换区
- 18.3.3 激活交换区
- 18.4 交换缓存
- 18.4.1 标识换出页
- 18.4.2 交换缓存的结构
- 18.4.3 添加新页
- 18.4.4 搜索一页
- 18.5 数据回写
- 18.6 页面回收
- 18.6.1 概述
- 18.6.2 数据结构
- 18.6.3 确定页的活动程度
- 18.6.4 收缩内存域
- 18.6.5 隔离LRU页和集中回收
- 18.6.6 收缩活动页链表
- 18.6.7 回收不活动页
- 18.7 交换令牌
- 18.8 处理交换缺页异常
- 18.8.1 换入页
- 18.8.2 读取数据
- 18.8.3 交换预读
- 18.9 发起内存回收
- 18.9.1 用kswapd进行周期性内存回收
- 18.9.2 在严重内存不足时换出页
- 18.10 收缩其他缓存
- 18.10.1 数据结构
- 18.10.2 注册和删除收缩器
- 18.10.3 收缩缓存
- 18.11 小结
- 第19章 审计
- 19.1 概述
- 19.2 审计规则
- 19.3 实现
- 19.3.1 数据结构
- 19.3.2 初始化
- 19.3.3 处理请求
- 19.3.4 记录事件
- 19.3.5 系统调用审计
- 19.4 小结
- 附录A 体系结构相关知识
- A.1 概述
- A.2 数据类型
- A.3 对齐
- A.4 内存页面
- A.5 系统调用
- A.6 字符串处理
- A.7 线程表示
- A.7.1 IA-32
- A.7.2 IA-64
- A.7.3 ARM
- A.7.4 Sparc64
- A.7.5 Alpha
- A.7.6 Mips
- A.7.7 PowerPC
- A.7.8 AMD64
- A.8 位操作和字节序
- A.8.1 位操作
- A.8.2 不同字节序之间的转换
- A.9 页表
- A.10 杂项
- A.10.1 校验和计算
- A.10.2 上下文切换
- A.10.3 查找当前进程
- A.11 小结
- 附录B 使用源代码
- B.1 内核源代码的组织
- B.2 用Kconfig进行配置
- B.2.1 配置文件示例
- B.2.2 Kconfig的语言要素
- B.2.3 处理配置信息
- B.3 用Kbuild编译内核
- B.3.1 使用Kbuild系统
- B.3.2 Makefile的结构
- B.4 有用的工具
- B.4.1 LXR
- B.4.2 patch和diff
- B.4.3 git
- B.5 调试和分析内核
- B.5.1 GDB和DDD
- B.5.2 本地内核
- B.5.3 KGDB
- B.6 用户模式Linux
- B.7 小结
- 附录C 有关C语言的注记
- C.1 GNU C编译器如何工作
- C.1.1 从源代码到机器码程序
- C.1.2 汇编和链接
- C.1.3 过程调用
- C.1.4 优化
- C.1.5 内联函数
- C.1.6 属性
- C.1.7 内联汇编
- C.1.8 __builtin函数
- C.1.9 指针运算
- C.2 内核的标准数据结构和技术
- C.2.1 引用计数器
- C.2.2 指针类型转换
- C.2.3 对齐问题
- C.2.4 位运算
- C.2.5 预处理器技巧
- C.2.6 杂项
- C.2.7 双链表
- C.2.8 散列表
- C.2.9 红黑树
- C.2.10 基数树
- C.3 小结
- 附录D 系统启动
- D.1 IA-32系统上与体系结构相关的设置
- D.2 高层初始化
- D.2.1 子系统初始化
- D.3 小结
- 附录E ELF二进制格式
- E.1 布局和结构
- E.1.1 ELF头
- E.1.2 程序头表
- E.1.3 节
- E.1.4 符号表
- E.1.5 字符串表
- E.2 内核中的数据结构
- E.2.1 数据类型
- E.2.2 头部
- E.2.3 字符串表
- E.2.4 符号表
- E.2.5 重定位项
- E.2.6 动态链接
- E.3 小结
- 附录F 内核开发过程
- F.1 简介
- F.2 内核代码树和开发的结构
- F.2.1 命令链
- F.2.2 开发周期
- F.2.3 在线资源
- F.3 补丁的结构
- F.3.1 技术问题
- F.3.2 提交和审阅
- F.4 Linux和学术界
- F.4.1 一些例子
- F.4.2 采用研究成果
- F.5 小结
- 参考文献
展开全部
评分及书评
评分不足
2个评分
出版方
人民邮电出版社·图灵出品
图灵社区成立于2005年6月，由人民邮电出版社投资控股，以策划出版高质量的科技书籍为核心业务，主要出版领域包括计算机、电子电气、数学统计、科普等，通过引进国际高水平的教材、专著，以及发掘国内优秀原创作品等途径，为目标读者提供一流的内容。
