Linux 用戶態 C語言程式設計原理與實踐

肖威軒

Linux 用戶態 C語言程式設計原理與實踐
  • 出版商: 機械工業
  • 出版日期: 2024-07-09
  • 定價: $894
  • 售價: 8.5 折 $760
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 396
  • 裝訂: 平裝
  • ISBN: 7111754859
  • ISBN-13: 9787111754855
  • 相關分類: Linux

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商品描述

Linux作業系統上的用戶態程式設計是透過系統呼叫提供的接口，
將原本需要在Linux核心中或是對Linux核心進行多次系統呼叫才能實現的功能，
放到核心之外來實現，從而確保核心的穩定性，獲得更強的可拓展性，並且可以將Linux核心的傳染性開源協定隔離。
全書共分9章，
第1、2章從使用者態與核心態的基本概念入手，簡單介紹C語言標準函式庫程式設計以及各種C語言標準函式庫。
第3章深入介紹系統呼叫的概念與電腦架構、特權級與硬件資源存取限制的關係，以及核心中系統呼叫的處理方式。
第4章涵蓋了系統呼叫與C語言標準函式庫的關係，介紹如何基於Linux系統呼叫實作C語言標準函式庫。
第5章深入介紹了Linux系統用戶態驅動API的使用與分析，包括Userspace I/O (UIO)接口的使用和VFIO等用戶態驅動接口的使用。
第6~9章涵蓋了高效能網絡卡Linux用戶態驅動分析、用戶態檔案系統FUSE分析、
使用者狀態執行緒－協程和基於Android HAL硬件抽象層的使用者態驅動，介紹了作業系統中各個關鍵元件在使用者狀態中的實作方法。
本書主要適合中高階應用程式開發者、核心開發者、Linux雲端服務器開發者閱讀，
有助於讀者深入瞭解Linux作業系統及其程式設計的內部機制與實作技巧。
本書提供了全面的指導和實用的知識，也可作為初學者的自學參考書。

作者簡介

肖威軒，本科畢業於上海大學，碩士畢業於法國貢比涅技術大學，從法國克萊蒙-奧弗涅大學綜合理工學院獲得計算機專業的哲學博士學位。 曾在法國電力公司從事Linux環境中的智能電網充電樁協議棧開發等工作，現於法國巴黎初創公司進行人工智能佗理的研究與應用，包括在Linux環境中的人工智能模型運行環境和監控等。 長期致力於開源貢獻、包括Linux應用程序與內核開發，對Linux驅動、嵌入式Linux和實時系統等有諸多瞭解與實踐，並持續參與KDE社區的Linux桌面環境社區的開發與維護。 已於SCI索引刊物上發表多篇文章，於IEEE會議發表會議論文數篇。

目錄大綱

前言
第1章Linux作業系統概述/
1.1用戶態與核心態/
1.1.1硬件特權級、運作模式（x86）/
1.1.2Linux的用戶態與內核態/
1.2用戶態的優勢/
1.2.1用戶態的速度優勢/
1.2.2受限的高階功能（中斷、DMA）/
1.2.3更優的內核穩定性/
1.2.4高吞吐量網絡設備/
1.2.5內核態的copyleft開源協定/
第2章C語言程式設計與標準函式庫程式設計/
2.1桌面Linux使用的glibc簡介/
2.2其他C語言標準函式庫/
2.2.1uClibc/
2.2.2musl libc/
2.2.3BSD libc/
2.2.4Android Bionic/
第3章系統呼叫與Linux系統呼叫的實作/
3.1什麼是系統呼叫/
3.1.1電腦架構、特權級與硬件資源存取限制/
3.1.2核心中的系統呼叫/
3.1.3系統調用open的實作/
3.2Linux系統呼叫的實作（內核態）/
3.2.1系統呼叫的通用處理/
3.2.2x86架構的系統呼叫實作/
第4章系統呼叫與C語言標準函式庫/
4.1如何基於Linux系統呼叫實作C語言標準函式庫/
4.1.1實現標準庫的原理與方法/
4.1.2glibc中的標準庫實例/
4.2基於Linux sysfs在使用者態下編寫程控硬件/
4.2.1什麼是Linux sysfs/
4.2.2使用C語言標準函式庫檔案讀寫函數控制鍵盤LED/
4.2.3使用標準庫中提供的系統呼叫或Shell腳本調節螢幕背光/
第5章Linux系統用戶態驅動API/
5.1用戶態驅動與核心態驅動/
5.1.1核心中的驅動與字符設備驅動/
5.1.2核心中的區塊設備驅動/
5.1.3核心中的網絡設備驅動/
5.1.4用戶態驅動的原理/
5.1.5在用戶態實現驅動的優劣/
5.2用戶態驅動接口Userspace I/O(UIO)/
5.2.1硬件設備的內存映射/
5.2.2UIO的用戶態API/
5.2.3基於UIO實現的PCI設備用戶態驅動/
5.3用戶態驅動接口VFIO/
5.3.1VFIO與硬件無關IOMMU的重映射/
5.3.2使用VFIO實現PCI設備的用戶態驅動/
第6章Linux系統用戶態高效能網卡驅動分析/
6.1Intel網卡用戶態驅動的架構/
6.2Intel網卡用戶態驅動ixy的核心實作/
第7章Linux系統用戶態檔案系統FUSE分析/
7.1FUSE在核心中的實作模組/
7.2FUSE在使用者狀態中的API與基礎範例/
第8章用戶態線程－協程/
8.1Linux核心中線程與進程切換的實作/
8.1.1執行緒與進程切換的演算法與原理/
8.1.2線程與進程上下文切換實作/
8.2Linux環境使用者態中含棧協程的實作/
8.2.1協程的上下文切換實作/
8.2.2基於用戶態的堆疊實現協程狀態 /
第9章基於Android HAL硬件抽象層的使用者態驅動/
9.1Android HAL簡介/
9.1.1Android HAL的作用/
9.1.2Android HAL的分類/
9.2HAL中的內核態隔離/
9.2.1HAL中燈光Light的實現分析/
9.2.2HAL中內核態部分的實作/
9.2.3HAL實現內核態GPL隔離的原理/

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