LINUX内核源代码情景分析(上册) 毛德操,胡希明 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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毛德操，胡希明 著

图书标签:

• Linux内核
• 源代码
• 情景分析
• 毛德操
• 胡希明
• 操作系统
• 内核原理
• 技术
• 编程
• 计算机科学
• 深入理解

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出版社： 浙江大学出版社

ISBN：9787308027038

商品编码：11725757061

包装：平装

出版时间：2001-09-01

图书基本信息
图书名称	LINUX内核源代码情景分析(上册)	作者	毛德操,胡希明
定价	80.00元	出版社	浙江大学出版社
ISBN	9787308027038	出版日期	2001-09-01
字数		页码	841
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	1.503Kg

内容简介

《LINUX内核源代码情景分析(上册)》采取类似于英语教学中行之有效的情景会话的教学方法，全面深入地剖析了Linux较新版本核心源代码，并对Linux核心的独特优点和需要进一步改进的问题作了精辟的评述。《LINUX内核源代码情景分析(上册)》包括：预备知识、存储管理、中断和系统调用、进程和进程调度、文件系统以及传统的Unix进程通讯共六章。

作者简介

毛德操，1976年后，毛德操进入浙江大学计算机系工作。凭借着多年发奋钻研而获得的学识和实力，被提升为工程师。1989年到美国留学，在其取得硕士学位后，先后在美国在摩托罗拉等知名企业从事IT工作，对计算机软件和硬件有十分深入、透彻的理解，在此基础上与胡希明一同撰写了Linux业内的经典之作《LINUX核心源代码情景分析》。1999年针对“千年虫”问题，他曾巧妙应用“混合基数”原理，提出一种独特的解决方案，该方法已获美国专利登记，同时获得日内瓦PCT国际专利局全球专利登记。归国后，毛德操教授一直在浙江大学从事计算机软件教育工作，同时在浙大网新作高级顾问兼研发中心主任。2003年12月毛教授来到北京出任新近改组的北京共创开源软件有限公司执行副总裁职位。

目录

章 预备知识 1.1 Linux内核简介. 1.2 Intel X86 CPU系列的寻址方式 1.3 i386的页式内存管理机制 1.4 Linux内核源代码中的C语言代码 1.5 Linux内核源代码中的汇编语言代码 第2章 存储管理 2.1 Linux内存管理的基本框架 2.2 地址映射的全过程 2.3 几个重要的数据结构和函数 2.4 越界访问 2.5 用户堆栈的扩展 2.6 物理页面的使用和周转 2.7 物理页面的分配 2.8 页面的定期换出 2.9 页面的换入 2.10 内核缓冲区的管理 2.11 外部设备存储空间的地址映射 2.12 系统调用brk（） 2.13 系统调用mmap（） 第3章 中断、异常和系统调用 3.1 X86 CPU对中断的硬件支持 3.2 中断向量表IDT的初始化 3.3 中断请求队列的初始化 3.4 中断的响应和服务 3.5 软中断与Bottom Half 3.6 页面异常的进入和返回 3.7 时钟中断 3.8 系统调用 3.9 系统调用号与跳转表 第4章 进程与进程调度 4.1 进程四要素 4.2 进程三部曲：创建、执行与消亡 4.3 系统调用fork（）、vfork（）与clone（） 4.4 系统调用execve（） 4.5 系统调用exit（）与wait4（） 4.6 进程的调度与切换 4.7 强制性调度 4.8 系统调用nanosleep（）和pause（） 4.9 内核中的互斥操作 第5章 文件系统 5.1 概述 5.2 从路径名到目标节点 5.3 访问权限与文件安全性 5.4 文件系统的安装和拆卸 5.5 文件的打开与关闭 5.6 文件的写与读 5.7 其他文件操作 5.8 特殊文件系统／proc 第6章 传统的Unix进程间通信 6.1 概述 6.2 管道和系统调用pipe（） 6.3 命名管道 6.4 信号 6.5 系统调用ptrace（）和进程跟踪 6.6 报文传递 6.7 共享内存 6.8 信号量

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文摘

序言

《深入理解 Linux 内核：架构、机制与源码剖析》 本书旨在为广大Linux开发者、系统工程师、嵌入式开发人员以及对操作系统底层原理充满好奇的技术爱好者，提供一套系统、深入且实用的Linux内核学习指南。 Linux内核作为开源操作系统的基石，其复杂性和深度一直是无数技术人员探索的难点。本书并非简单地罗列API或枯燥的概念，而是着力于还原Linux内核在真实世界中的运行场景，通过“情景分析”的方式，将抽象的内核机制与实际应用需求紧密结合，帮助读者建立起对内核运作流程的直观理解，并掌握深入洞察代码、解决复杂问题的能力。 本书特色与价值： 1. 场景驱动，理论与实践的完美融合： 我们深知，学习内核并非为了成为内核开发者，更多的是为了更好地理解系统行为、优化应用性能、排查棘手问题。因此，本书摒弃了传统的自顶向下或自底向上讲解模式，而是精心设计了一系列典型的“内核情景”，例如： 进程的诞生与消亡： 从用户态进程创建的第一个系统调用 `fork()` 开始，追踪其在内核中的生命周期，包括PCB的创建、内存空间的分配、调度器的介入、以及最终进程的终止与资源回收。 内存的魔术： 深入剖析Linux内存管理单元（MMU）的工作原理，包括虚拟地址到物理地址的映射、页表机制、TLB缓存、内存分配策略（伙伴系统、Slab/Slub/Slob分配器）、缺页中断的处理等，理解应用程序如何高效利用有限的物理内存。 文件系统的奥秘： 揭示Linux VFS（Virtual File System）的抽象层如何统一各种文件系统接口，分析ext4等主流文件系统的内部结构、数据块的读写流程、页缓存的作用，以及文件操作的系统调用在内核中的具体实现。 网络通信的桥梁： 探索TCP/IP协议栈在Linux内核中的实现，从套接字（socket）的创建到数据包的发送与接收，深入理解网络缓冲区、软中断、中断上半部与下半部、拥塞控制算法等关键机制。 同步与并发的艺术： 详解Linux内核中的同步原语，如自旋锁、互斥锁、信号量、原子操作，以及它们在多核环境下的应用与陷阱，帮助读者写出健壮的并发代码，避免竞态条件和死锁。 设备驱动的接口： 以常见的字符设备或块设备为例，讲解Linux设备模型、中断处理、DMA（Direct Memory Access）机制，以及驱动程序如何与内核框架集成，为驱动开发打下坚实基础。 每个情景都伴随着详细的内核源码分析，引导读者一步步跟进代码执行路径，理解关键数据结构和函数调用。 2. 精选主流内核版本，聚焦核心模块： 本书以当前广泛应用且相对成熟的Linux内核版本（例如，以LTS版本为主要参考）为基础，确保内容的实用性和持久性。 我们不会贪多求全，而是聚焦于Linux内核中最核心、最常用、最具有代表性的模块，如进程管理、内存管理、文件系统、网络栈、同步机制等。通过对这些核心模块的透彻理解，读者可以触类旁通，举一反三。 3. 源码导航，化繁为简： 本书的核心方法是“源码导航”。我们精选了代码量庞大、逻辑复杂的内核代码片段，并对其进行提炼、注释和解释，指出关键的数据结构、函数、宏定义及其相互关系。 通过图文并茂的方式，清晰地展现代码的执行流程，让读者不再被海量的代码淹没，而是能够抓住主线，理解代码的“灵魂”。 本书也提供了源代码的下载和编译指导，鼓励读者动手实践，将理论知识转化为实际操作。 4. 深入剖析，揭示底层机制： 本书深入探究Linux内核的底层机制，例如： 系统调用接口： 详细讲解用户态程序如何通过系统调用请求内核服务，系统调用号的查找、陷阱（trap）的发生与处理、用户态与内核态的切换过程。 中断与异常处理： 剖析中断控制器的工作原理、中断向量表、中断服务程序（ISR）的编写，以及异常处理机制。 调度器： 深入理解Linux调度器（如CFS）的演进历程，其设计思想、调度算法、时间片分配、进程优先级等，以及它们如何影响系统的响应性和吞吐量。 模块加载与卸载： 讲解Linux内核模块（LKM）的工作机制，模块的编译、加载、卸载，以及模块如何与内核进行交互。 5. 面向开发者，解决实际问题： 本书的内容设计充分考虑了开发者的实际需求。在分析完某个机制后，会结合实际开发中可能遇到的问题进行讨论，例如： 如何通过理解内存管理来优化应用程序的内存使用？ 如何通过理解进程调度来调优系统性能？ 如何通过理解同步机制来避免多线程/多进程程序中的常见错误？ 如何编写高效、可靠的系统调用或用户空间接口？ 本书将帮助读者建立起一套“调试内核的思维方式”，即使不直接修改内核代码，也能在分析问题时，更准确地定位到内核层面的根源。 适合读者： Linux系统开发者： 希望深入理解系统底层，优化应用性能，解决疑难杂症。 嵌入式系统工程师： 需要掌握Linux内核在资源受限环境下的运行特性，进行系统裁剪和性能调优。 操作系统研究者： 对Linux内核的设计思想和实现细节感兴趣，希望进行深入研究。 计算机专业学生： 作为学习操作系统课程的补充读物，提供更具实践性的内核知识。 所有对Linux内核底层机制充满好奇的技术爱好者。 本书的阅读建议： 本书的阅读需要一定的C语言基础和对计算机体系结构有基本了解。建议读者准备一个Linux开发环境，并具备一定的代码阅读能力。在阅读过程中，不要仅仅停留在文字层面，而是积极地去查看相关内核源代码，对照本书的分析进行理解。可以尝试编译和运行一些简单的内核模块，或者使用调试工具（如`gdb`配合`vmlinux`）来跟踪代码执行，这将大大加深学习效果。 《深入理解 Linux 内核：架构、机制与源码剖析》 将是您通往Linux内核世界的一把金钥匙，帮助您拨开迷雾，直击核心，从“知其然”迈向“知其所以然”，成为一名真正理解Linux内核的开发者。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，这本著作是理解 Linux 内核的基石，它以一种抽丝剥茧的方式，带领读者一步步深入到内核的每一个角落。书中对网络协议栈的分析尤其让我受益匪浅。作者并非简单地罗列 TCP/IP 的 RFC 文档，而是将其与 Linux 内核的实际实现紧密结合，通过分析数据包在内核中的流转过程，让我们直观地理解了网络通信是如何在底层实现的。对于那些经常与网络打交道的开发者来说，这种对内核层面的理解是不可或缺的。我喜欢书中那种“化繁为简”的能力，将庞大而复杂的代码库，通过清晰的逻辑和结构化的讲解，变得易于理解。它不是一本可以速成的书，需要读者投入时间和精力去消化和吸收，但一旦你坚持下来，你所获得的知识将是扎实而深刻的。每次阅读，都感觉自己在与一位经验丰富的系统架构师进行对话，他不仅传授知识，更分享了宝贵的工程经验。

评分☆☆☆☆☆

一本关于 Linux 内核源码的经典著作，尽管我还没能深入细致地啃完，但每一次翻阅都像是推开了一扇通往操作系统底层神秘世界的大门。从 C 语言的函数调用链条，到宏定义的巧妙运用，再到汇编指令的精准控制，这本书以一种非常“硬核”的方式，剖析了 Linux 内核的运行机制。作者并非简单地罗列代码，而是将每一个模块、每一个功能都置于其产生的历史背景和解决的实际问题中去讲解，这使得我们不仅能理解“是什么”，更能明白“为什么”。我特别欣赏书中那种“拨开迷雾见本质”的叙述风格，很多看似晦涩难懂的代码片段，在作者的层层剥茧下，瞬间变得清晰明了。它不是一本轻松的读物，需要读者投入大量的时间和精力去理解，但这种付出绝对是值得的，因为它能极大地提升我们对计算机系统底层运作的认知，为后续更深入的学习和开发打下坚实的基础。每次读到书中关于进程调度、内存管理或者文件系统这些核心模块的分析时，都感觉像是窥见了计算机思维的脉络，那种成就感是难以言喻的。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一本厚重的百科全书，每一页都充满了信息量，让我深刻体会到 Linux 内核的复杂与精妙。我对于书中对于内存管理模块的阐述印象尤为深刻，作者通过剖析虚拟内存的实现机制，以及各种内存分配算法的演进，让我逐渐理解了操作系统是如何在有限的物理内存上为用户程序提供一个庞大且安全运行空间的。书中不仅仅是讲解了“是什么”，更是深入挖掘了“为什么”这样做。例如，为什么需要页表？为什么要有TLB？这些问题的解答，都让我对计算机的底层运行有了更清晰的认识。我喜欢作者的叙事方式，将抽象的概念具象化，通过代码和图示的结合，使得复杂的原理变得易于理解。尽管有时候需要反复研读，但这种深入浅出的讲解方式，让我在学习的过程中很少感到迷茫。它是一本需要耐心和毅力的读物，但一旦你克服了初期的困难，你就会发现它的价值是无限的。

评分☆☆☆☆☆

这是一本令人印象深刻的书，虽然我还没有完全掌握其中的所有细节，但其宏大的视角和细致的分析让我对 Linux 内核有了全新的认识。作者并没有止步于对某个具体函数或结构的解释，而是着眼于整个内核的架构设计，从宏观的角度展现了 Linux 如何协调硬件资源，如何管理进程，如何高效地处理 I/O 请求。书中对一些关键算法的介绍，例如内存分配策略、进程调度的优劣势分析，都显得非常透彻，并辅以大量的代码片段作为佐证。这种“以点带面，由面到点”的讲解方式，让我在理解具体细节的同时，也能把握整体的设计思路。对于我这样一个希望深入理解操作系统原理的读者来说，这本书提供的视角是无价的。它不仅仅是一本技术手册，更像是一本关于系统设计哲学的宝典。我尤其喜欢书中对各种权衡和取舍的讨论，这反映了真实世界中软件开发所面临的复杂性和挑战。尽管阅读过程充满挑战，但每一次的突破都带来了巨大的满足感。

评分☆☆☆☆☆

这是一本令人望而生畏，又让人欲罢不能的书。它以一种近乎严谨的态度，揭开了 Linux 内核神秘的面纱。我尤其对书中关于进程管理和调度算法的讲解留下了深刻的印象。作者通过对不同调度算法的优劣势进行对比分析，并结合实际代码进行解读，让我对操作系统如何公平且高效地分配 CPU 时间有了更直观的认识。书中对于锁机制的阐述也十分详尽，从自旋锁到信号量，再到各种更高级的同步原语，都进行了细致的讲解，这对于理解多线程并发环境下程序的安全至关重要。我发现，这本书不仅仅是教会我“怎么做”，更重要的是教会我“为什么这么做”，它强调了设计上的权衡和选择，以及不同实现方式背后的考量。阅读这本书的过程，就像是在与一位经验丰富的工程师进行一对一的交流，他不仅解答了我的疑问，更启发了我对许多问题的思考。虽然我还没有完全掌握书中的所有内容，但每一次的阅读都让我对 Linux 内核有了更深的敬畏和更浓厚的兴趣。