Linux设备驱动开发技术及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电出版社

作者:俞永昌

出品人:

页数:674

译者:

出版时间:1970-1

价格:85.00元

装帧:

isbn号码:9787115181220

丛书系列:

图书标签:

• linux
• 设备驱动
• 计算机
• 电气工程
• Linux
• 设备驱动
• 驱动开发
• 内核编程
• 嵌入式
• C语言
• 硬件
• 系统编程
• Linux内核
• 开发技术

好的，这是一份关于《深入理解操作系统》的图书简介，内容翔实，不涉及您提到的《Linux设备驱动开发技术及应用》中的任何主题。 --- 图书名称：《深入理解操作系统：原理、实践与现代趋势》 内容提要 本书旨在为读者提供一个全面而深入的操作系统理论与实践的知识框架。它不仅涵盖了操作系统的经典理论基石，如进程管理、内存组织、文件系统结构，更紧密结合当前主流操作系统（如Linux和类Unix系统）的实际工作机制，辅以现代计算环境中新兴的挑战与解决方案。 第一部分：基础架构与核心概念 本书的开篇部分将系统地梳理操作系统的基本概念与历史演进。我们从操作系统的定义、主要功能及其在现代计算系统中的角色切入，重点剖析了操作系统的层次结构和抽象模型。 内核与用户空间：边界的构建 我们将详细探讨内核态（Kernel Mode）与用户态（User Mode）的隔离机制。这不仅仅是权限的划分，更是系统稳定性的核心保障。内容包括：系统调用的工作流程、中断与异常处理的机制，以及内核如何通过这些机制来响应硬件请求和管理用户程序。我们会深入剖析上下文切换的底层细节，揭示CPU寄存器保存、栈切换以及TLB（Translation Lookaside Buffer）失效处理在性能优化中的关键作用。 进程与线程管理：并发的艺术 并发是现代操作系统的核心能力。本部分将深入剖析进程的生命周期管理，包括进程创建、销毁的复杂性，以及进程状态的转换模型。重点在于进程控制块（PCB）的数据结构及其包含的关键信息。 随后，我们将转向线程模型。读者将理解用户级线程与内核级线程的区别，并学习主流操作系统如何实现线程的调度。这部分会详尽介绍各种经典调度算法（如先来先服务、最短作业优先、时间片轮转、优先级调度）的原理、优缺点及在不同负载下的表现。更进一步，我们将探讨实时调度算法（如截止期限单调调度RMS和最早截止时间优先EDF）的应用场景和理论基础。 同步与互斥：并发的挑战 多进程/多线程环境下，对共享资源的访问必须被严格控制，以避免竞态条件。本书将详尽讲解实现同步与互斥的各种机制： 1. 基础同步原语： 深入分析互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）的内部实现逻辑，包括它们的原子操作保证。 2. 高级同步工具： 探讨管程（Monitor）的概念及其在高级语言中的实现，以及条件变量（Condition Variable）如何实现线程间的协作等待与唤醒。 3. 经典同步问题： 结合具体的代码示例，分析并解决生产者-消费者问题、读者-写者问题、哲学家就餐问题等经典并发难题，强调死锁的预防、检测与恢复策略。 第二部分：内存管理——虚拟化与保护 内存管理是操作系统最复杂也最关键的部分之一。本书将从硬件内存组织开始，逐步过渡到操作系统如何提供一个抽象、高效且安全的虚拟内存空间。 地址翻译与分页机制 我们将详细解析分页（Paging）机制。内容包括：逻辑地址到物理地址的翻译过程，页表的结构（单级、多级页表，倒排页表），以及硬件支持——内存管理单元（MMU）的具体工作方式。对TLB的缓存机制及其对性能的影响也将进行深入分析。 虚拟内存与交换（Swapping） 虚拟内存技术是现代操作系统性能的基石。本书将阐述操作系统如何通过内存交换（Demand Paging）和页面置换算法来实现内存的按需分配。我们将详细对比先进的页面置换算法，如最近最少使用（LRU）、先进先出（FIFO）、最优算法（OPT）以及它们的硬件/软件实现近似方案。同时，内容还将涵盖抖动（Thrashing）现象的成因分析与规避策略。 内存分配策略 本书区分了内核空间内存分配和用户空间内存分配的策略。对于用户空间，我们会深入分析经典的堆管理技术，如首次适应（First Fit）、最佳适应（Best Fit）和伙伴系统（Buddy System），探讨内存碎片（内部碎片与外部碎片）的产生与缓解。 第三部分：文件系统与持久化存储 文件系统是操作系统向用户提供数据持久化服务的关键接口。本书将从文件系统的抽象概念入手，剖析其在磁盘等永久性存储介质上的实现细节。 文件系统结构与实现 我们将全面解析文件系统的组成部分：文件控制块（FCB）、目录结构（如单级、二级、树形结构）的组织方式。重点讨论磁盘空间的组织，包括连续分配、链式分配和索引分配（如i-node结构）的优劣。 数据一致性与日志 为了确保数据在系统崩溃后仍能保持一致性，日志（Journaling）技术变得至关重要。本书将详细介绍写前日志（Write-Ahead Logging, WAL）的原理，以及它如何保障文件系统操作的原子性和持久性。 I/O系统概述 虽然不涉及设备驱动的底层细节，但本书会概述I/O系统的整体架构，包括I/O硬件的层次结构、中断驱动与轮询机制，以及操作系统如何通过缓冲（Buffering）和缓存（Caching）来优化数据传输效率。 第四部分：现代操作系统面临的挑战与未来趋势 随着硬件的发展，操作系统架构也在不断演进。本书的最后一部分将聚焦于当前和未来的前沿领域。 虚拟化技术 深入探讨系统虚拟化（如Type-1和Type-2 Hypervisor）的原理，分析操作系统如何在虚拟环境中运行，以及虚拟化对传统内存管理和I/O处理带来的挑战与优化。 多核与并行处理 现代处理器普遍采用多核架构。本书将专门探讨多核环境下的内存一致性问题（Cache Coherence），以及软件层面对大规模并行计算的优化策略，如无锁数据结构（Lock-Free Data Structures）的构建。 安全与隔离 操作系统安全是重中之重。内容将涵盖权限管理模型（如DAC、MAC、RBAC），以及如何利用硬件特性（如地址空间布局随机化ASLR）来防御常见的软件漏洞。 总结 《深入理解操作系统：原理、实践与现代趋势》力求在理论深度与工程实践之间搭建坚实的桥梁。它适合计算机科学专业学生、系统程序员，以及任何希望透彻理解计算机底层“魔法”的专业人士阅读，帮助读者构建一个坚实、全面的操作系统知识体系。

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我对比了好几本市面上主流的内核开发参考书，这本书在**设备模型**的组织结构上似乎有着自己独特的侧重点。它似乎花了比预期更多的篇幅来讲解 Kobject 和 Kset 是如何构建整个设备树的，这种对数据结构组织方式的强调，对于我们长期进行模块化设计的人来说，是非常宝贵的。很多时候，我们只关注于如何让设备跑起来，却忽略了代码的可维护性和未来扩展性。书中对**异步通知和工作队列**的设计模式进行了非常详尽的论述，这一点我非常认可。毕竟在现代系统中，同步等待已经越来越少见，高效地利用内核的异步机制是提升系统性能的关键。不过，我发现关于**用户空间接口的安全性设计**的部分略显单薄，似乎更偏重于驱动程序内部的逻辑实现，而对如何防止恶意用户程序通过错误的接口调用来破坏系统稳定性的讨论不够深入，这一点略感遗憾。

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阅读这本书的过程中，我最大的感受是其内容的**广度**令人印象深刻。它似乎试图涵盖从最底层的寄存器操作到上层与 VFS（虚拟文件系统）交互的各个层面，这种全景式的视角对于构建一个全面的知识体系非常有利。尤其是关于**PCIe 设备枚举和资源分配**那一块的论述，引用了大量的内核宏定义和数据结构定义，显示出作者对该领域的掌握是相当深入的。然而，这种追求大而全的策略也带来了一个小问题：在某些特定领域的**深度**上，它略显不足。例如，对于**特定类型的嵌入式系统传感器驱动**的优化实践，描述得相对概括，更偏向于通用性原则，而不是针对某个具体硬件平台进行性能调优的具体步骤分解。总而言之，这是一本很好的“百科全书式”的参考资料，可以作为我们团队在开始一个新项目时，快速对相关技术栈进行摸底和定调的首选读物。

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初次接触这类技术书籍，常常会被那些晦涩难懂的术语和层层嵌套的函数调用给劝退。但这本书的语言风格，至少在开篇几章，似乎刻意地试图将复杂的概念“翻译”成更容易理解的叙述。我尤其欣赏作者在解释**并发控制机制**时所采用的比喻，虽然谈不上是开创性的，但确实比纯粹的理论阐述要生动一些，让初学者不至于在看到第一个死锁示例时就想关上书本。然而，我注意到，当进入到更高级的主题，比如**I/O 调度器**的深入剖析时，叙述的节奏突然加快，大量的内核源码引用让阅读体验瞬间变得有些吃力。这似乎是很多技术书籍的通病：前面积累了足够的铺垫，但最后收尾或者关键技术点讲解时，反而变成了对官方文档的重述，缺乏作者独有的洞察力或优化建议。整体来看，它更适合已经有一定C语言和操作系统基础，想系统性地将知识体系化的工程师，而非完全的门外汉。

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这本书的装帧设计倒是挺有意思的，封面那种深沉的蓝色调，加上银灰色的字体，给人一种专业且稳重的感觉。拿到手时，分量感十足，页数肯定不少，感觉内容会非常充实。我本来是想找一本能快速上手，看看基础概念的书，但翻开目录后，感觉这更像是一本“工具箱”，里面囊括了从硬件抽象层到用户空间交互的方方面面。特别是关于内存管理和中断处理的那几章，排版上就显得比其他章节要复杂得多，图示和代码块穿插得非常紧密，看样子作者是希望读者能真正深入到内核级别去理解数据是如何流动的。我对其中关于**特定的总线协议**那一节特别感兴趣，希望能找到一些关于实践中如何调试这些底层通信错误的案例分析，毕竟理论知识堆砌起来很容易，但实战中的疑难杂症才是最考验真本事的地方。如果这本书能提供更多真实项目中的“坑”以及如何绕过的经验总结，那对我们这些一线开发人员来说价值会倍增。

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这本书的排版和图示质量出乎意料地高，这在技术书籍中是很大的加分项。很多复杂的流程图，比如**硬件中断处理流程**的分解，绘制得非常清晰，不同层次的调用关系一目了然，这极大地减少了我在脑中构建流程图的认知负担。我特别欣赏作者在每章末尾加入的“陷阱与技巧”小节，虽然文字不多，但很多都是经验之谈。比如，关于**SPI 驱动初始化时序**的某个特定时序要求，如果不是老手指导，新手很容易在这上面卡很久。这类实战性的提醒，让这本书的实用价值远超一本纯理论教材。当然，如果能提供配套的源码仓库链接，方便读者在阅读时能够同步编译和调试，那就更完美了。目前的版本主要依赖书中的代码片段，对验证复杂交互还是有一定限制的。

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很好的入门书，就是翻译的太烂

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