Linux內核設計與實現（原書第3版） epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

　　

暢銷圖書新版，翻譯版、影印版同步上市；詳細描述Linux內核的主要子係統和特點；涵蓋Linux內核從理論到實踐的方方麵麵。

內容簡介

　　《Linux內核設計與實現（原書第3版）》詳細描述瞭Linux內核的設計與實現。內核代碼的編寫者、開發者以及程序開發人員都可以通過閱讀《Linux內核設計與實現（原書第3版）》受益，他們可以更好理解操作係統原理，並將其應用在自己的編碼中以提高效率和生産率。　　《Linux內核設計與實現（原書第3版）》詳細描述瞭Linux內核的主要子係統和特點，包括Linux內核的設計、實現和接口。從理論到實踐涵蓋瞭Linux內核的方方麵麵，可以滿足讀者的各種興趣和需求。　　作者Robert Love是一位Linux內核核心開發人員，他分享瞭在開發Linux2.6內核過程中頗具價值的知識和經驗《Linux內核設計與實現（原書第3版）》的主題包括進程管理、進程調度、時間管理和定時器、係統調用接口、內存尋址、內存管理和頁緩存、VFS、內核同步、移植性相關的問題以及調試技術。同時《Linux內核設計與實現（原書第3版）》也涵蓋瞭Linux2.6內核中頗具特色的內容，包括CFS調度程序、搶占式內核、塊I/O層以及I/O調度程序。

作者簡介

　　RobertLove，是一位資深的開源社區達人，很早就開始使用Linux。目前他是Google公司高級軟件工程師，是開發Android移動平颱內核的團隊成員；他曾在Novell公司任職Linux桌麵係統的首席架構師；他之前也曾是MontaVista和Ximain公司的內核開發工程師。他參與的內核項目包括搶占式內核、進程調度器、內核事件層、通知機製、VM改進，以及設備驅動程序。他是《Linuxjournal》雜誌的編輯。另外他還著有《Linux System Programming》和《Linux in aNutshell》。
　　陳莉君，西安郵電學院教授，十多年來一直緻力於推動Linux在中國的發展，多年從事Linux內核的教學和研究，並積極跟蹤Linux內核的發展動嚮，對Linux內核版本的不斷演化有著深刻的理解。著譯作品有《Linux操作係統原理與應用》、《Linux操作係統內核分析》、《深入分析Linux內核源代碼》、《深入理解Linux內核》和《Linux內核編程》等。

目錄

譯者序
序言
前言
作者簡介
第1章 Linux內核簡介1
1.1 Unix的曆史1
1.2 追尋Linus足跡：Linux簡介2
1.3 操作係統和內核簡介3
1.4 Linux內核和傳統Unix內核的比較5
1.5 Linux內核版本7
1.6 Linux內核開發者社區8
1.7 小結8

第2章 從內核齣發10
2.1 獲取內核源碼10
2.1.1 使用Git10
2.1.1 安裝內核源代碼10
2.1.3 使用補丁11
2.2 內核源碼樹11
2.3 編譯內核12
2.3.1 配置內核12
2.3.2 減少編譯的垃圾信息14
2.3.3 衍生多個編譯作業 14
2.3.4 安裝新內核14
2.4 內核開發的特點15
2.4.1 無libc庫抑或無標準頭文件15
2.4.2 GNU C16
2.4.3 沒有內存保護機製18
2.4.4 不要輕易在內核中使用浮點數18
2.4.5 容積小而固定的棧18
2.4.6 同步和並發18
2.4.7 可移植性的重要性19
2.5 小結19

第3章 進程管理20
3.1 進程20
3.2 進程描述符及任務結構 21
3.2.1 ?配進程描述符22
3.2.2 進程描述符的存放23
3.2.3 進程狀態23
3.2.4 設置當前進程狀態25
3.2.5 進程上下文25
3.2.6 進程傢族樹25
3.3 進程創建26
3.3.1 寫時拷貝27
3.3.2 fork()27
3.3.3 vfork()28
3.4 綫程在Linux中的實現28
3.4.1 創建綫程29
3.4.2 內核綫程30
3.5 進程終結31
3.5.1 刪除進程描述符32
3.5.2 孤兒進程造成的進退維榖32
3.6 小結34

第4章 進程調度35
4.1 多任務35
4.2 Linux 的進程?度36
4.3 策略36
4.3.1 I/O消耗型和處理器消耗型的進程36
4.3.2 進程優先級37
4.3.3 時間片38
4.3.4 調度策略的活動38
4.4 Linux調度算法39
4.4.1 調度器類39
4.4.2 Unix 係統中的進程調度40
4.4.3 公平調度41
4.5 Linux調度的實現42
4.5.1 時間記賬42
4.5.2 進程選擇44
4.5.3 調度器入口48
4.5.4 睡眠和喚醒49
4.6 搶占和上下文切換51
4.6.1 用戶搶占53
4.6.2 內核搶占53
4.7 實時調度策略54
4.8 ?調度相關的係統調用54
4.8.1 與調度策略和優先級相關的係統調用55
4.8.2 與處理器綁定有關的係統調用55
4.8.3 放棄處理器時間56
4.9 小結56

第5章 係統調用57
5.1 與內核通信57
5.2 API、POSIX和C庫57
5.3 係統調用58
5.3.1 係統調用號59
5.3.2 係統調用的性能59
5.4 係統調用處理程序60
5.4.1 指定恰當的係統調用60
5.4.2 參數傳遞60
5.5 係統調用的實現61
5.5.1 實現係統調用61
5.5.2 參數驗證62
5.6 係統調用上下文64
5.6.1 綁定一個係統調用的最後步驟65
5.6.2 從用戶空間訪問係統調用67
5.6.3 為什麼不通過係統調用的方式實現68
5.7 小結68

第6章 內核數據結構69
6.1 鏈錶69
6.1.1 單嚮鏈錶和雙嚮鏈錶69
6.1.2 環形鏈錶70
6.1.3 沿鏈錶移動71
6.1.4 Linux 內核中的實現71
6.1.5 操作鏈錶73
6.1.6 遍曆鏈錶75
6.2 隊列78
6.2.1 kfifo79
6.2.2 創建隊列79
6.2.3 推入隊列數據79
6.2.4 摘取隊列數據80
6.2.5 獲取隊列?度80
6.2.6 重置和撤銷隊列80
6.2.7 隊列使用舉例 81
6.3 映射 81
6.3.1 初始化一個idr82
6.3.2 分配一個新的UID82
6.3.3 查找UID83
6.3.4 刪除UID84
6.3.5 撤銷idr84
6.4 二叉樹84
6.4.1 二叉搜索樹84
6.4.2 自平衡二叉搜索樹 85
6.5 數據結構以及選擇 87
6.6 算法復雜度88
6.6.1 算法88
6.6.2 大o 符號88
6.6.3 大θ符號89
6.6.4 時間復雜度89
6.7 小結 90

第7章 中斷和中斷處理91
7.1 中?91
7.2 中斷處理程序92
7.3 上半部與下半部的對比93
7.4 注冊中斷處理程序93
7.4.1 中斷處理程序標誌94
7.4.2 一個中斷例子95
7.4.3 釋放中斷處理程序95
7.5 編寫中斷處理程序96
7.5.1 共享的中斷處理程序97
7.5.2 中斷處理程序實例97
7.6 中斷上下文99
7.7 中斷處理機製的實現100
7.8 /proc/interrupts102
7.9 中斷控製103
7.9.1 禁止和激活中斷103
7.9.2 禁止指定中斷綫105
7.9.3 中斷係統的狀態105
7.10 小結106

第8章 下半部和推後執行的工作107
8.1 下半部107
8.1.1 為什麼要用下半部108
8.1.2 下半部的環境108
8.2 軟中斷110
8.2.1 軟中斷的實現111
8.2.2 使用軟中斷113
8.3 tasklet114
8.3.1 tasklet的實現114
8.3.2 使用tasklet116
8.3.3 老的BH機製119
8.4 工作隊列120
8.4.1 工作隊列的實現121
8.4.2 使用工作隊列124
8.4.3 老的任務隊列機製126
8.5 下半部機製的選擇127
8.6 在下半部之間加鎖128
8.7 禁止下?部128
8.8 小結129

第9章 內核同步介紹131
9.1 臨界區和競爭條件131
9.1.1 為什麼我們需要保護132
9.1.2 單個變量133
9.2 加鎖134
9.2.1 造成並發執行的原因135
9.2.2 瞭解要保護些什麼136
9.3 死鎖137
9.4 爭用和擴展性138
9.5 小結140

第10章 內核同步方法141
10.1 原子操作141
10.1.1 原子整數操作142
10.1.2 64位原子操作144
10.1.3 原子位操作145
10.2 自鏇鎖147
10.2.1 自鏇鎖方法148
10.2.2 其他針對自鏇鎖的操作149
10.2.3 自鏇鎖和下半部150
10.3 讀-寫自鏇鎖150
10.4 信號量152
10.4.1 計數信號量和二值信號量153
10.4.2 創建和初始化信號量154
10.4.3 使用信號量154
10.5 讀-寫信號量155
10.6 互斥體156
10.6.1 信號量和互斥體158
10.6.2 自鏇鎖和互斥體158
10.7 完成變量158
10.8 BLK：大內核鎖159
10.9 順序鎖160
10.10 禁止搶占161
10.11 順序和屏障162
10.12 小結165

第11章 定時器和時間管理166
11.1 內核中的時間概念166
11.2 節拍率：HZ167
11.2.1 理想的HZ值168
11.2.2 高HZ的優勢169
11.2.3 高HZ的劣勢169
11.3 jiffies170
11.3.1 jiffies的內部錶示171
11.3.2 jiffies 的迴繞172
11.3.3 用戶空間和HZ173
11.4 硬時鍾和定時器174
11.4.1 實時時鍾174
11.4.2 係統定時器174
11.5 時鍾中斷處理程序174
11.6 實際時間176
11.7 定時器178
11.7.1 使用定時器178
11.7.2 定時器競爭條件180
11.7.3 實現定時器180
11.8 延遲執行181
11.8.1 忙等待181
11.8.2 短延遲182
11.8.3 schedule_timeout()183
11.9 小結185

第12章 內存管理186
12.1 頁186
12.2 區187
12.3 獲得頁189
12.3.1 獲得填充為0的頁190
12.3.2 釋放頁191
12.4 kmalloc()191
12.4.1 gfp_mask標誌192
12.4.2 kfree()195
12.5 vmalloc()196
12.6 slab層197
12.6.1 slab層的設計198
12.6.2 slab分配器的接口200
12.7 在棧上的靜態分配203
12.7.1 單頁內核棧203
12.7.2 在棧上光明正大地工作203
12.8 高端內存的映射204
12.8.1 永久映射204
12.8.2 臨時映射204
12.9 每個CPU的分配205
12.10 新的每個CPU接口206
12.10.1 編譯時的每個CPU數據206
12.10.2 運行時的每個CPU數據207
12.11 使用每個CPU數據的原因208
12.12 分配函數的選擇209
12.13 小結209

第13章 虛擬文件係統210
13.1 通用文件係統接口210
13.2 文件係統抽象層211
13.3 Unix文件係統212
13.4 VFS 對象及其數據結構213
13.5 超級塊對象214
13.6 超級塊操作215
13.7 索引節點對象217
13.8 索引節點操作219
13.9 目錄項對象222
13.9.1 目錄項狀態222
13.9.2 目錄項緩存223
13.10 目錄項操作224
13.11 文件對象225
13.12 文件操作226
13.13 和文件係統相關的數據結構230
13.14 和進程相關的數據結構232
13.15 小結233

第14章 塊I/O層234
14.1 剖析一個塊設備234
14.2 緩衝區和緩衝區頭235
14.3 bio結構體237
14.3.1 I/O嚮量238
14.3.2 新老方法對比239
14.4 請求隊列240
14.5 I/O調度程序240
14.5.1 I/O調度程序的工作241
14.5.2 Linus 電梯241
14.5.3 最終期限I/O調度程序242
14.5.4 預測I/O調度程序244
14.5.5 完全公正的排隊I/O調度程序244
14.5.6 空操作的I/O調度程序245
14.5.7 I/O調度程序的選擇245
14.6 小結246

第15章 進程地址空間247
15.1 地址空間247
15.2 內存描述符248
15.2.1 分配內存描述符249
15.2.2 撤銷內?描述符250
15.2.3 mm_struct 與內核綫程250
15.3 虛擬內存區域251
15.3.1 VMA標誌251
15.3.2 VMA 操作253
15.3.3 內存區域的樹型結構和內存區域的鏈錶結構254
15.3.4 實際使用中的內存區域254
15.4 操作內存區域255
15.4.1 find_vma()256
15.4.2 find_vma_prev()257
15.4.3 find_vma_intersection()257
15.5 mmap()和do_mmap()：創建地址區間258
15.6 mummap()和do_mummap()：刪除地址區間259
15.7 頁錶260
15.8 小結261

第16章 頁高速緩存和頁迴寫262
16.1 緩存手段262
16.1.1 寫緩存262
16.1.2 緩存迴收263
16.2 Linux 頁高速緩存264
16.2.1 address_space對象264
16.2.2 address_space 操作266
16.2.3 基樹267
16.2.4 以前的頁散列錶268
16.3 緩衝區高速緩存268
16.4 flusher綫程268
16.4.1 膝上型計算機模式270
16.4.2 曆史上的bdflush、kupdated 和pdflush270
16.4.3 避免擁塞的方法：使用多綫程271
16.5 小結271

第17章 設備與模塊273
17.1 設?類型273
17.2 模塊274
17.2.1 Hello，World274
17.2.2 構建模塊275
17.2.3 安裝模塊277
17.2.4 産生模塊依賴性277
17.2.5 載入模塊278
17.2.6 管理配置選項279
17.2.7 模塊參數280
17.2.8 導齣符號錶282
17.3 設備模型283
17.3.1 kobject283
17.3.2 ktype284
17.3.3 kset285
17.3.4 kobject、ktype和kset的相互關係285
17.3.5 管理和操作kobject286
17.3.6 引用計數287
17.4 sysfs288
17.4.1 sysfs中添加和刪除kobject 290
17.4.2 嚮sysfs中添加文件291
17.4.3 內核事件層293
17.5 小結294

第18章 調試295
18.1 準備開始295
18.2 內核中的bug296
18.3 通過打印來調試296
18.3.1 健壯性296
18.3.2 日誌等級297
18.3.3 記錄緩衝區298
18.3.4 syslogd和klogd298
18.3.5 從printf()到printk()的轉換298
18.4 oops298
18.4.1 ksymoops300
18.4.2 kallsyms300
18.5 內核調試配置選項301
18.6 引發bug並打印信息301
18.7?神奇的係統請求鍵302
18.8 內核調試器的傳奇303
18.8.1 gdb303
18.8.2 kgdb304
18.9 探測係統304
18.9.1 用UID作為選擇條件304
18.9.2 使用條件變量305
18.9.3 使用統計量305
18.9.4 重復頻率限製305
18.10 用二分查找法找齣引發罪惡的變更306
18.11 使用Git進行二分搜索307
18.12 當所有的努力都失敗時：社區308
18.13 小結308

第19章 可移植性309
19.1 可移植操作係統309
19.2 Linux移植史310
19.3 字長和數據類型311
19.3.1 不透明類型313
19.3.2 指定數據類型314
19.3.3 長度明確的類型314
19.3.4 char型的符號問題315
19.4 數據對齊315
19.4.1 避免對齊引發的問題316
19.4.2 非標準類型的對齊316
19.4.3 結構體填補316
19.5 字節順序318
19.6 時間319
19.7 頁長度320
19.8 處理器排序320
19.9 SMP、內核搶占、高端內存321
19.10 小結321

第20章 補丁、開發和社區322
20.1 社區322
20.2 Linux編碼風格322
20.2.1 縮進323
20.2.

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