Linux 用户态 C 语言编程原理与实践 肖威轩

图书标准信息

• 作者 肖威轩 编者
• 出版社 机械工业
• 出版时间 2024-07
• 版次 1
• ISBN 9787111754855
• 定价 149.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 页数 396页
• 字数 0.61千字

【内容简介】

Linux操作系统上的用户态编程是通过系统调用提供的接口，将原本需要在Linux内核中或者对Linux内核进行多次系统调用才能实现的功能，放到内核之外来实现，从而保证内核的稳定性，获得更强的可拓展性，并且可以将Linux内核的传染性开源协议隔离。
全书共分9章，第1、2章从用户态与内核态的基本概念入手，简要介绍C语言标准库编程以及各种C语言标准库。第3章深入介绍系统调用的概念和计算机架构、特权级与硬件资源访问的关系，以及内核中系统调用的处理方式。第4章涵盖了系统调用与C语言标准库的关系，介绍如何基于Linux系统调用实现C语言标准库。第5章深入介绍了Linux系统用户态驱动API的使用和分析，包括Userspace I/O (UIO)接口的使用和VFIO等用户态驱动接口的使用。第6~9章涵盖了高性能网卡Linux用户态驱动分析、用户态文件系统FUSE分析、用户态线程——协程和基于Android HAL硬件抽象层的用户态驱动，介绍了操作系统中各个关键组件在用户态中的实现方法。
本书主要适合中高级应用程序开发者、内核开发者、Linux云服务器开发者阅读，有助于读者深入了解Linux操作系统及其编程的内部机制和实践技巧。本书提供了全面的指导和实用的知识，也可作为初学者的自学参考书。

【目录】

前言
第1章Linux操作系统概述/
1.1用户态与内核态/
1.1.1硬件特权级、运行模式（x86）/
1.1.2Linux的用户态与内核态/
1.2用户态的优势/
1.2.1用户态的速度优势/
1.2.2受限的高级功能（中断、DMA）/
1.2.3更优的内核稳定性/
1.2.4高吞吐量网络设备/
1.2.5内核态的copyleft开源协议/
第2章C语言程序设计与标准库编程/
2.1桌面Linux使用的glibc简介/
2.2其他C语言标准库/
2.2.1uClibc/
2.2.2musl libc/
2.2.3BSD libc/
2.2.4Android Bionic/
第3章系统调用与Linux系统调用的实现/
3.1什么是系统调用/
3.1.1计算机架构、特权级与硬件资源访问/
3.1.2内核中的系统调用/
3.1.3系统调用open的实现/
3.2Linux系统调用的实现（内核态）/
3.2.1系统调用的通用处理/
3.2.2x86架构的系统调用实现/
第4章系统调用与C语言标准库/
4.1如何基于Linux系统调用实现C语言标准库/
4.1.1实现标准库的原理与方法/
4.1.2glibc中的标准库实例/
4.2基于Linux sysfs在用户态下编写程序控制硬件/
4.2.1什么是Linux sysfs/
4.2.2使用C语言标准库文件读写函数控制键盘LED/
4.2.3使用标准库中提供的系统调用或Shell脚本调节屏幕背光/
第5章Linux系统用户态驱动API/
5.1用户态驱动与内核态驱动/
5.1.1内核中的驱动与字符设备驱动/
5.1.2内核中的块设备驱动/
5.1.3内核中的网络设备驱动/
5.1.4用户态驱动的原理/
5.1.5在用户态实现驱动的优劣/
5.2用户态驱动接口Userspace I/O(UIO)/
5.2.1硬件设备的内存映射/
5.2.2UIO的用户态API/
5.2.3基于UIO实现的PCI设备用户态驱动/
5.3用户态驱动接口VFIO/
5.3.1VFIO与硬件无关IOMMU的重映射/
5.3.2使用VFIO实现PCI设备的用户态驱动/
第6章Linux系统用户态高性能网卡驱动分析/
6.1Intel网卡用户态驱动的架构/
6.2Intel网卡用户态驱动ixy的核心实现/
第7章Linux系统用户态文件系统FUSE分析/
7.1FUSE在内核中的实现模块/
7.2FUSE在用户态中的API与基础示例/
第8章用户态线程——协程/
8.1Linux内核中线程与进程切换的实现/
8.1.1线程与进程切换的算法与原理/
8.1.2线程与进程上下文切换实现/
8.2Linux环境用户态中含栈协程的实现/
8.2.1协程的上下文切换实现/
8.2.2基于用户态的栈实现协程状态 /
第9章基于Android HAL硬件抽象层的用户态驱动/
9.1Android HAL简介/
9.1.1Android HAL的作用/
9.1.2Android HAL的分类/
9.2HAL中的内核态隔离/
9.2.1HAL中灯光Light的实现分析/
9.2.2HAL中内核态部分的实现/
9.2.3HAL实现内核态GPL隔离的原理/