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☆☆☆☆☆

出版者:Addison Wesley

作者:Gary Nutt

出品人:

页数:239

译者:

出版时间:2000-7-29

价格:USD 66.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780201612431

丛书系列:

图书标签:

Kernel
编程
_技术
Linux/Unix
Linux
Linux
Kernel
Operating Systems
Programming
C
Embedded Systems
System Programming
Open Source
Device Drivers
Internals

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具体描述

This is a lab manual that provides a dozen specific lab exercises on Linux internals, illustrating how theoretical Operating System concepts are implemented in Linux. Part I presents an overview of the Linux kernel and how it handles key OS concepts such as: runtime organization and process, file, and device management. Part II presents a series of twelve progressively more difficult exercises that can be completed in a lab environment.

好的，这是为您准备的一份不包含《Kernel Projects for Linux》内容的图书简介。 --- 书名：深入理解现代操作系统：从架构到实践图书简介本书旨在为操作系统、系统编程与嵌入式系统领域的专业人士、高级学生以及热衷于探索操作系统底层机制的开发者提供一份全面、深入的指南。它超越了传统操作系统的概念介绍，聚焦于现代操作系统在复杂硬件环境下的设计哲学、关键技术实现及其在实际应用中的挑战与优化策略。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到前沿实践的广阔领域，力求构建起一个从硬件抽象层到用户空间应用之间的完整知识图谱。第一部分：现代操作系统的基石与架构本部分是全书的基础，详细剖析了现代操作系统赖以生存的核心组件和设计范式。我们首先从处理器的视角切入，深入探讨了多核架构（如SMP、NUMA）对操作系统设计带来的根本性影响，包括缓存一致性、内存访问模式与并发控制的演进。随后，本书对进程与线程管理进行了细致的重构性分析。我们不仅回顾了上下文切换的机制，更将重点放在了现代调度算法的性能权衡上——如何平衡系统吞吐量与交互式延迟？书中详细解析了如CFS（Completely Fair Scheduler）的内部工作原理，以及针对特定工作负载（如实时系统、高吞吐服务器）的调度策略调优。对于线程模型，我们将对比传统内核级线程与用户级线程库的优劣，并探讨轻量级进程（LWP）在现代并发模型中的作用。内存管理是操作系统的核心挑战之一。本部分深度剖析了虚拟内存系统，包括页表结构、TLB（Translation Lookaside Buffer）的管理，以及地址翻译过程中的性能瓶颈。我们详细介绍了现代操作系统如何实现高效的内存分配器，如伙伴系统（Buddy System）和 Slab 分配器，并探讨了内存碎片化问题及其缓解技术。针对虚拟内存，本书提供了丰富的案例分析，展示了如何通过优化缺页中断处理和内存映射机制来提升系统响应速度。第二部分：系统间的通信与资源抽象操作系统为用户程序提供了对底层硬件的抽象，而进程间通信（IPC）和系统调用是实现这种抽象的关键接口。在系统调用层面，本书不仅梳理了传统系统调用的生命周期，更侧重于现代系统调用接口的优化——例如，如何通过减少系统调用开销（如vDSO机制）来提升性能敏感型应用的效率。我们对信号处理、异常与陷阱机制进行了深入的剖析，这是理解程序如何与内核交互的必经之路。进程间通信部分，我们超越了管道和信号量的基础知识。重点讲解了共享内存的同步机制、消息队列的实现细节，以及套接字（Socket）在网络通信中的内核实现。特别地，本书将专门开辟章节，探讨基于消息传递的架构（如微内核或基于Actor模型的系统）在解决复杂分布式系统通信问题时的优势与局限。文件系统是数据持久化的核心。本部分对主流日志文件系统（如Ext4、XFS）的内部结构进行了透视，重点分析了元数据管理、数据写入的一致性保证机制（如Journaling）。此外，本书还深入探讨了虚拟文件系统（VFS）的设计，解释了如何通过统一的接口抽象来支持各种不同的底层存储设备和网络文件系统。第三部分：设备驱动与硬件交互在系统和应用之间，设备驱动程序是连接物理世界与抽象世界的桥梁。本书详细阐述了现代操作系统与硬件交互的设计模式。我们将重点介绍中断处理的机制，包括中断描述符表、中断下半部（Softirqs/Tasklets）的设计哲学，以及如何保证中断处理的实时性和确定性。对于I/O操作，本书深入分析了同步I/O、异步I/O（如Linux的io_uring框架）的实现原理及其性能差异。我们将详细剖析这些现代I/O框架如何利用 DMA（Direct Memory Access）和零拷贝技术，最大限度地减少数据在内核空间和用户空间之间不必要的复制。此外，本书对总线架构（如PCIe）与设备管理进行了详尽的描述，涵盖了设备发现、驱动程序的加载与卸载过程，以及设备状态的管理。第四部分：安全、虚拟化与新兴趋势现代操作系统必须在功能性、性能和安全性之间做出权衡。本部分关注操作系统安全模型和新兴的虚拟化技术。在安全性方面，本书深入分析了强制访问控制（MAC）模型（如SELinux/AppArmor）的实现，解释了安全上下文、策略规则如何在内核层面执行，以实现对进程和资源的细粒度控制。我们还探讨了内核加固技术，如地址空间布局随机化（ASLR）和堆栈保护机制的内部工作原理。虚拟化技术是当前计算环境的重要组成部分。本书详细介绍了硬件辅助虚拟化（VT-x/AMD-V）的原理，以及 Hypervisor 如何管理客户机操作系统对硬件资源的访问。我们将对比全虚拟化、半虚拟化和容器化技术（如Namespace和Cgroups）在资源隔离和性能上的差异，并探讨它们的底层实现机制。第五部分：性能分析与系统调优实践理论必须与实践相结合。本书的最后一部分是面向实战的工具箱，指导读者如何诊断和优化复杂的系统行为。我们将详细介绍系统级性能分析工具（如perf工具集），解释如何使用硬件性能计数器（PMC）来识别CPU热点、缓存未命中和分支预测失误。书中提供了大量的代码级分析案例，展示如何通过追踪系统调用延迟、内存分配热点来定位性能瓶颈。此外，我们还提供了针对特定工作负载的调优蓝图，包括如何根据应用需求调整内核参数、优化调度策略以及配置I/O子系统以达到最佳性能。总结《深入理解现代操作系统：从架构到实践》不仅仅是一本理论参考书，更是一份深入探索操作系统内部机制的实践指南。通过对现代系统设计原则的系统性梳理，读者将能够构建起对复杂软件系统更深刻的认知，从而在开发、调试和优化下一代高性能、高可靠性计算平台时，拥有更强的理论支撑和实践能力。本书适合所有希望从“用户”视角跃升到“设计者”视角的技术人员。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

当年上大三时偶然见到买的, 英文原版看得很慢. 我觉得这本书很好啊. 前半部分概略讲一下理论, 虽然很短很简单, 也比国内某些翻译书讲得明白多了. 后半部分是十几个实验, 有提示没答案, 那时候 C 语言只是课上学过, 做了这个以后很长经验. 我觉得这书很适合大学生自学啊, 坚持下...

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我最近在寻找一些深入理解 Linux 内核的机会，偶然间翻到了这本《Kernel Projects for Linux》。我尤其对它提供的实际项目感到兴奋，因为我一直相信动手实践是掌握复杂技术最好的方式。书的封面设计简洁有力，给人的感觉就是内容非常扎实，没有多余的花哨。我初步翻阅了一下目录，看到了一些非常吸引我的主题，比如文件系统、进程调度以及内存管理方面的项目。我希望通过这些项目，能够不仅仅是了解内核的理论知识，更能亲手去修改、去构建，从而获得一种“我真的在和内核打交道”的感觉。我之前接触过一些内核相关的书籍，但很多都停留在概念层面，阅读起来总感觉隔靴搔痒。这本《Kernel Projects for Linux》似乎能够填补这一空白，它承诺通过具体的项目来引导读者深入到内核的细节之中。我对它能否让我真正地“看到”内核的运行机制，并学会如何对其进行定制和优化充满了期待。特别是关于性能调优和安全加固的项目，如果能学到一些实用的技巧，那对我的日常工作和学习来说将是巨大的提升。我非常好奇书中的项目是如何组织的，是循序渐进还是并行展开？是否提供了详细的步骤和代码示例？这些都是我非常关注的方面，希望这本书能够在这方面做得足够好，让我这个“动手党”能够充分发挥主观能动性。

评分☆☆☆☆☆

作为一名有几年 Linux 系统管理经验的老兵，我总觉得对内核的了解还不够深入。市面上的书很多，但真正能让我眼前一亮的却不多。《Kernel Projects for Linux》这本书，我从它名字的“Projects”二字就感受到了一股强大的吸引力。我知道，仅仅阅读理论很容易让人产生“看懂了但不会做”的困境，而这本书显然是瞄准了这一点。我希望它能带领我不仅仅是“知道”内核是如何工作的，而是能够“做到”，比如自己动手去实现一个简单的内核模块，或者对现有的内核功能进行修改和扩展。我特别关注书中关于驱动开发和网络协议栈优化的项目，这对我来说是两个非常感兴趣但又充满挑战的领域。我希望通过书中的项目，能够理解驱动程序与硬件之间的交互机制，甚至尝试去编写自己的设备驱动。同时，对网络协议栈的深入剖析和优化，也能让我更好地理解 Linux 在网络通信方面的强大之处，并可能在性能敏感的应用场景中有所作为。如果书中能提供一些案例分析，比如如何针对特定硬件或应用场景来调整内核参数，那就更好了。我期待这本书能够成为我探索 Linux 内核深层奥秘的得力助手，让我从一个旁观者真正变成一个参与者。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找能够让我深入了解 Linux 内核的实用书籍，而《Kernel Projects for Linux》似乎正好符合我的需求。书名中的“Projects”二字，直接点明了它强调动手实践的特点，这正是我所期望的。我希望通过书中提供的各种项目，能够将抽象的内核概念转化为具体、可操作的实践。我尤其对书中关于进程管理和系统调用方面的项目感到兴趣。我希望能够通过实际操作，理解 Linux 如何管理成千上万的进程，以及系统调用在用户空间和内核空间之间的通信机制。如果书中能够提供一些关于如何修改和扩展现有内核功能的案例，那将对我的学习非常有益。我期待书中能够提供清晰的项目描述、详细的步骤指导以及完整的代码示例，这样我才能更好地跟随书中的引导进行学习。此外，我希望这本书能够帮助我理解内核的健壮性和性能优化是如何实现的，并在我自己的项目中加以应用。这本书对我来说，不仅仅是学习知识的工具，更是我开启更深层次内核探索之旅的启蒙。

评分☆☆☆☆☆

我一直对 Linux 内核的强大功能和灵活性深感着迷，但感觉很多书籍都过于理论化，难以真正体会其精髓。《Kernel Projects for Linux》这本书，我被它的“Projects”这个词所吸引。我理解，真正的学习往往来自于动手实践，所以我期待这本书能够提供一些能够让我亲身参与的内核项目。我希望书中能够包含一些能够帮助我深入理解内核各个组件的项目，比如文件系统、内存管理或者设备驱动。我尤其对能够让我动手修改和构建内核部分的项目充满兴趣，因为我相信这是理解内核工作原理的最佳途径。我希望这本书的叙述方式能够清晰易懂，并且提供详细的代码示例和项目指导，让我在实践过程中少走弯路。如果书中能够包含一些关于如何调试和分析内核代码的技巧，那将对我非常有帮助。我希望通过这本书，能够从一个只了解 Linux 操作系统的使用者，转变为一个能够深入理解并可能贡献于 Linux 内核的开发者。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对操作系统原理非常着迷的学生，尤其对 Linux 内核的精妙设计感到好奇。《Kernel Projects for Linux》这本书，光是标题就足以让我心动。我一直在寻找能够将抽象的内核概念转化为具体可操作的项目，来加深我对这些理论的理解。我非常期待书中能够提供一些能够让我亲手实践的项目，比如构建一个简单的内存分配器，或者实现一个简易的文件系统。我希望通过这些实践，能够直观地感受到进程是如何被调度、内存是如何被管理的，以及数据是如何在磁盘和内存之间流转的。我尤其看重书中关于“项目”的导向，这意味着它不会仅仅停留在理论的陈述，而是会引导我一步步地去实现。我希望书中提供的项目难度适中，既能让我学到新知识，又不至于让我感到无从下手。如果书中能够包含一些常用的调试工具的使用方法，并且指导我如何利用这些工具来分析和解决内核层面的问题，那将是锦上添花。我渴望通过这本书，能够真正地“玩转” Linux 内核，将理论知识转化为解决实际问题的能力。

评分☆☆☆☆☆