深入理解Linux程式設計：從應用到核心 (1版)

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書名：深入理解LINUX程式設計：從應用到核心 出版社：碁峰 出版年月：201706 條碼：9789864764167 內容簡介 ‧應用程式設計與核心實作相互結合 ‧幫助開發人員深入核心，解析Linux介面工作原理，掌握Linux系統運行機制 《Advanced Programming Unix Environment》(簡稱APUE)幾乎是Linux領域程式師人手必備的一本書，但在掌握和理解APUE的內容後，又該如何繼續提升自己的技能，如何更深入地理解Linux環境程式設計及其背後的工作機制呢？本書將從全新角度帶領讀者重新進入Linux環境程式設計，從應用出發，深入核心原始碼，研究Linux各介面的工作機制和原理，讓讀者不僅知其然，亦知其所以然。作為Linux開發工程師，若能掌握Linux應用層開發，同時熟悉Linux核心原始碼，在Linux環境下設計開發任何產品都將游刃有餘，穩定且高效。 本書是二位Linux技術專家多年開發經驗的總結和分享，是將Linux應用層與核心層結合的技術圖書，選擇這種寫作方式是為了向APUE作者致敬。本書涵蓋APUE中大部分章節的內容，並針對Linux環境，根據作者多年經驗，詳細解析Linux常用介面的使用方法和陷阱。為了讓讀者更清楚地理解介面的工作原理，對於絕大部分介面，作者都深入C函式庫或核心原始碼進行全面分析。希望本書可以幫助讀者打通Linux環境的應用和核心兩條脈絡，使兩條線融會貫通，進一步提高開發水準。 作者介紹 作者簡介 高峰 北京理工大學通信與資訊系統專業碩士學位。畢業後在A10 Networks公司工作六年多，任職Staff Software Engineer，目前在創業公司全訊彙聚(愛快路由)擔任技術總監。多年來一直專注於網路領域，熟悉Linux核心、應用及服務端的設計、開發和架構，對TCP/IP網路通訊協定有深刻的認識和理解。編碼功力深厚，知識領域廣博，擅長產品的性能改進和優化調整。撰寫過大量技術文章，並為多個知名開源專案貢獻過程式碼。 李彬 東南大學信號與資訊處理專業碩士。畢業後先後任職中興通訊、趨勢科技，目前在儲存公司Bigtera擔任SEG部門技術負責人。一直專注於Linux平台下的開發，多年分散式儲存設備開發經驗，熟悉Linux核心，程式設計基本功扎實，對性能優化、bug定位有異乎尋常的愛好，屬於“絕不放棄型”研發工程師。喜歡技術分享和交流，在社群和公司內部分享過大量技術文章。 目錄 Chapter 0 基礎知識 Chapter 1 檔案 I/O Chapter 2 標準 I/O 函式庫 Chapter 3 行程環境 Chapter 4 行程控制：行程的一生 Chapter 5 行程控制：狀態、排程和優先權 Chapter 6 信號 Chapter 7 理解 Linux 執行緒(1) Chapter 8 理解 Linux 執行緒(2) Chapter 9 行程間通信：管線 Chapter 10 行程間通信：System V IPC Chapter 11 行程間通信：POSIX IPC Chapter 12 網路通信：連接的建立 Chapter 13 網路通信：資料報文的發送 Chapter 14 網路通信：資料報文的接收 Chapter 15 編寫安全無錯程式碼

高性能程式密技：Linux網路核心技術大公開 (1版)

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【簡介】 ★高性能網路程式設計基本功 　　★Linux底層的基礎及網路結構 　　★實體機及虛擬機架設Linux 　　★Linux網路伺服器設計 　　★Libevent為基礎的FTP伺服器設計 　　★Epoll為基礎的併發聊天伺服器 　　★Nginx高性能伺服器架構詳解 　　★DPDK開發環境架設及實戰應用範例 　　★P2P高性能遊戲伺服器設計 　　本書全面探討高性能網路程式設計，首章強調Linux內核的限制和DPDK的重要性，深入分析高性能伺服器框架，包括C/S和P2P模型及伺服器架構。第二章聚焦Linux基礎知識及網路應用，涵蓋系統啟動、關機、性能最佳化命令，以及KVM虛擬機器和Qemu的應用。第三章介紹Linux網路開發環境搭建，包括虛擬機器配置和C/C++開發環境。第四章專注於網路伺服器設計，探討I/O模型及不同類型伺服器設計。第五章講述基於libevent的FTP伺服器開發，包括Reactor模式和客戶端設計。第六章涵蓋基於epoll的高併發聊天伺服器的設計與實施。第七章深入剖析Nginx架構，包括設計原則和資料結構。第八章描述DPDK開發環境的架設，第九章展示DPDK應用案例，而第十章探討基於P2P的高性能遊戲伺服器設計。 【目錄】 第1章 高性能網路程式設計概述 1.1 來自產品經理的壓力 1.2 網路高性能需求越來越大 1.3 高性能網路封包處理的瓶頸 1.4 八仙過海各顯神通 1.5 Linux内内的核心核心核心的弊端 1.6 什麼是DPDK 1.7 高性能伺服器框架研究 第2章 Linux基礎和網路 2.1 Linux啟動過程 2.2 圖形模式與文字模式的切換方式 2.3 Linux關機和重新啟動 2.4 開機自啟動 2.5 查看Ubuntu内内版核心核心的核心版本 2.6 查看Ubuntu作業系統的版本 2.7 查看CentOS作業系統的版本 2.8 CentOS 7升級glibc 2.9 在檔案中搜索 2.10 Linux設定檔的區別 2.11 讓/etc/profile檔案修改後立即生效 2.12 Linux性能最佳化的常用命令 2.13 測試Web伺服器性能 2.14 Linux中的檔案許可權 2.15 環境變數的獲取和設置 2.16 解析命令列參數函數 2.17 登入桌面到伺服器 2.18 遠端桌面 2.19 KVM和Qemu的關係 2.20 檢查系統是否支援虛擬化 2.21 在Ubuntu 22中使用KVM虛擬機器CentOS 8 2.22 在Ubuntu下安裝RPM套件 2.23 在CentOS中使用KVM虛擬機器Ubuntu 22 2.24 系統中使用虛擬機器 2.25 網路通訊與封包處理 2.26 Linux内内的核心核心核心的封包處理機制 2.27 PF_RING高性能封包處理框架 2.28 DPDK高性能封包處理框架 第3章 架設Linux網路開發環境 3.1 準備虛擬機器環境 3.2 架設Linux下的C/C++開發環境 3.3 架設Windows下的Linux C/C++開發環境 第4章 網路伺服器設計 4.1 I/O模型 4.2 單處理程序迴圈伺服器 4.3 多處理程序併發伺服器 4.4 多執行緒併發伺服器 4.5 I/O多工的伺服器 第5章 基於libevent的FTP伺服器 5.1 Reactor模式 5.2 使用libevent的基本流程 5.3 下載和編譯libevent 5.4 FTP概述 5.5 開發FTP伺服器 5.6 開發FTP使用者端 第6章 基於epoll的高併發聊天伺服器 6.1 系統平臺的選擇 6.2 系統需求分析 6.3 系統整體設計 6.4 即時通訊系統的實施原理 6.5 功能模組劃分 6.6 資料庫設計 6.7 伺服器端設計 6.8 使用者端設計 第7章 高性能伺服器Nginx架構解析 7.1 什麼是Nginx 7.2 Nginx的下載和安裝 7.3 為何要研究Nginx 7.4 Nginx概述 7.5 Nginx伺服器設計原則 7.6 整體架構研究 7.7 Nginx重要的資料結構 7.8 反向代理和負載平衡 7.9 信號機制 7.10 HTTP框架解析 7.11 upstream機制的實現 第8章 DPDK開發環境的架設 8.1 檢查裝備 8.2 虛擬機器下編譯安裝DPDK20 8.3 虛擬機器下命令方式建立DPDK19環境 8.4 虛擬機器下指令稿方式建立DPDK19環境 8.5 在CentOS 7.6下建立DPDK19環境 8.6 在CentOS 8.2下建立DPDK20環境 8.7 於在國產作業系統下架設基於10GB網路卡的DPDK20環境 第9章 DPDK應用案例實戰 9.1 實戰1：測試兩個通訊埠之間的收發 9.2 實戰2：接收來自Windows的網路封包並統計 第10章 基於P2P架構的高性能遊戲伺服器 10.1 網路遊戲伺服器發展現狀 10.2 現有網路遊戲伺服器架構 10.3 P2P網路遊戲技術分析 10.4 網路遊戲的同步機制 10.5 整體設計 10.6 資料庫設計 10.7 伺服器詳細設計和實現 10.8 客戶端詳細設計和實現

Linux核心除錯實務 (1版)

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【簡介】 藉由實用工具與進階技術，對Linux kernel與kernel模組進行有效除錯！ Linux kernel是世界公認最好的作業系統核心。但是要對kernel進行除錯，則是一件相當複雜的工作。本書是學習一切高階kernel除錯的全面性指南。深入涵蓋許多領域，例如基於工具的除錯（debug）技術（printk與動態除錯框架），並展示如何使用Kprobes。涉及記憶體的bug往往是一場惡夢，我們用兩個章節的篇幅來講解針對記憶體除錯的工具與技術。當kernel賞你一個Oops時，該如何準確地解讀才能解開最根本的問題呢？這本書提供了解答。 並行性（concurrency）往往是一個複雜的主題，本書能幫助你確切地了解何謂資料競爭（data race），包括使用KCSAN來檢測這類問題。還有一些棘手的問題，無論是在除錯還是效能方面，都需要詳細的kernel層級追蹤；你將學習到如何使用Ftrace及其前端（frontend）的強大功能，還將會知道如何在kernel內部的GDB工具（KGDB）與許多其他工具，用於處理kernel lockup、hangs與可怕的kernel panic。 讀完本書，你將能掌握各種強大的kernel debug工具與技術，以及具有在何時間點使用適當工具和技術的敏銳能力。 你將學到的內容： *探索基於工具的printk，以及功能強大的動態除錯框架（dynamic debug framework） *使用靜態與動態的Kprobes，trap kernel/module 的函式 *使用KASAN、UBSAN、SLUB debug 和kmemleak捕捉kernel 的記憶體問題 *深入解譯Oops，並精準識別程式碼的行號位置 *了解資料競爭，並使用KCSAN捕捉難以捉摸的並行性（concurrency）問題 *利用Ftrace與trace-cmd詳細追蹤kernel流程 *撰寫自訂的kernel panic handler（處理常式），並檢測kernel lockup與hangs *使用 KGDB 單步執行，以及 debug kernel/module 的原始碼 中文版勘誤資料：http://lkd.netdpi.net/errata 【目錄】 【PART 1 Kernel 除錯的簡介與方法】 chapter 1 軟體除錯概論 　　1.1 技術需求 　　1.2 軟體除錯 - 定義、起源與由來 　　1.3 軟體錯誤：真實案例 　　1.4 設定工作區 　　1.5 兩個 kernel 的故事 　　1.6 幾個簡單的 Debug 技巧提示 　　結論 chapter 2 Debug Kernel 的方法 　　2.1 技術需求 　　2.2 分類 bug type 　　2.3 Debug Kernel：方法不同的原因 　　2.4 概述 debug kernel 的不同方法 　　結論 【PART 2 Kernel 與驅動程式的除錯工具與技術】 chapter 3 透過檢測除錯：使用 printk 與其族類 　　3.1 技術需求 　　3.2 無所不在的 kernel printk 　　3.3 將 printk 用於除錯目的 　　3.4 使用 kernel 強大的動態 debug 功能 　　3.5 剩下的 printk 雜項字元 　　結論 chapter 4 透過Kprobes 儀器進行debug 　　4.1 了解 kprobes 基礎 　　4.2 使用 static kprobes - 傳統的探測方法 　　4.3 了解 ABI 的基本概念 　　4.4 使用 static kprobes - 範例 3 與範例 4 　　4.5 開始使用 kretprobes 　　4.6 Kprobes：限制性與不利因素 　　4.7 更簡單的方法：動態 kprobes 或基於 kprobes 的事件追蹤 　　4.8 透過 perf 和 eBPF 工具，對 execve() API 進行 trap 　　結論 chapter 5 Kernel 記憶體除錯問題初探 　　5.1 技術需求 　　5.2 記憶體到底出了什麼問題？ 　　5.3 使用 KASAN 和 UBSAN 找到記憶體 bug 　　5.4 使用 Clang 編譯 kernel 和 module 　　5.5 捕捉 kernel 中的記憶體缺陷：比較與注意事項 (Part 1) 　　結論 chapter 6 再論 Kernel 記憶體除錯問題 　　6.1 技術需求 　　6.2 透過 SLUB debug 偵測 slab 記憶體損毀 　　6.3 使用 kmemleak 找出記憶體洩漏問題 　　6.4 捕捉 kernel 中的記憶體缺陷：比較與注意事項(Part 2) 　　結論 chapter 7 Oops！解讀 kernel 的 bug 診斷 　　7.1 技術需求 　　7.2 產生一個簡單的 kernel bug 和 Oops 　　7.3 介紹 Kernel Oops 以及所代表的意義 　　7.4 魔鬼藏在細節裡：解碼 Oops 　　7.5 協助判斷 Oops 位置的工具與技術 　　7.6 ARM Linux 系統上的 Oops 及使用 Netconsole 　　7.7 幾個實際的 Oops 　　結論 chapter 8 鎖的除錯 　　8.1 技術需求 　　8.2 上鎖與 debug 因鎖產生的 bug 　　8.3 上鎖：快速總結要點 　　8.4 使用 KCSAN 攔截 concurrency bug 　　8.5 一些實際案例：由於上鎖問題導致的 kernel bug 　　結論 【PART 3 額外的 Kernel 除錯工具與技術】 chapter 9 追蹤 Kernel 流程 　　9.1 技術需求 　　9.2 Kernel 追蹤技術：概論 　　9.3 使用 ftrace kernel 追蹤程式 　　9.4 使用 trace-cmd、KernelShark 與 perf-tools ftrace 前端工具 　　9.5 用 LTTng 和 Trace Compass 追蹤 kernel 的簡介 　　結論 chapter 10 Kernel Panic、Lockup 以及 Hang 　　10.1 技術需求 　　10.2 Panic！Kernel panic 時會發生什麼事？ 　　10.3 撰寫自訂的 kernel panic 處理常式 　　10.4 偵測 kernel 中的 lockup 和 CPU 停止 　　10.5 採用 kernel 的掛起任務和工作佇列停止偵測器 　　結論 chapter 11 使用 Kernel GDB (KGDB) 　　11.1 技術需求 　　11.2 從概念上理解 KGDB 的運作 　　11.3 為 KGDB 建立 ARM target 系統和 kernel 　　11.4 使用 KGDB debug kernel 　　11.5 使用 KGDB debug kernel 模組 　　11.6 [K]GDB：一些提示和技巧 　　結論 chapter 12 再談談一些 kernel debug 方法 　　12.1 Kdump/crash 架構簡介 　　12.2 淺談 kernel 程式碼的靜態分析 　　12.3 Kernel code coverage 工具和測試框架簡介 　　12.4 其他：使用 journalctl、斷言 (assertions) 和警告 　　結論 索引

圖解Linux核心工作原理｜透過實作與圖解學習OS與硬體的基礎知識【增訂版】 (2版)

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【簡介】 📌 全彩印刷、圖解詳盡，快速學會關鍵知識 📌 將Go與Python程式的實驗與結果視覺化 透過實作與豐富的精緻圖解，對OS與硬體相關的工作原理是如何運作，進行淺顯易懂的解說，讓您對OS的運作，有更加具體而清晰的了解。 不論是新手還是老手，都很容易陷入「OS是個充滿神秘與困難的東西」的困境。為了要改善這個狀況，本書不會探討艱深的理論，而是以Linux為中心，在進入實作階段前就對Linux的工作原理進行解說，讀者只需要對Linux基本的命令有所瞭解便可輕鬆閱讀。 本書可以幫助你： ．當OS或硬體相關故障產生時，能夠冷靜處理 ．開發出有考慮到硬體特性的優良軟體 ．瞭解該依據什麼樣的指標來設計系統 【目錄】 第1章 Linux概要 　程式與行程 　核心 　系統呼叫 　函式庫 第2章 行程管理-基礎篇 　行程的建立 　行程的父子關係 　行程的狀態 　行程的結束 　殭屍行程（zombie processes）與孤兒行程（orphan process） 　訊號 　實現shell的工作管理 　常駐程式 第3章 行程排程器 　使用單一邏輯CPU 的情形 　使用複數邏輯CPU 的情形 　user+sys 比real 還要大的案例 　時間片 　上下文交換 　關於效能 　程式平行執行的重要性 第4章 記憶體管理系統 　記憶體相關資訊的取得 　記憶體的回收處理 　虛擬記憶體 　分配給行程的新記憶體區域 　分頁表的階層化 第5章 行程管理-應用篇 　行程建立處理的高速化 　行程間通訊 　互斥控制（mutual exclusion） 　互斥控制的原地打轉 　多行程與多執行緒 第6章 裝置存取 　裝置檔 　裝置驅動程式 　裝置檔名是可變的 第7章 檔案系統 　檔案的存取方法 　記憶體對映檔案 　一般檔案系統 　容量制限（配額） 　維持檔案系統的完整性 　Btrfs 所提供的檔案系統高階功能 　資料損毀的偵測/修復 　其他的檔案系統 第8章 記憶階層 　快取記憶體 　Simultaneous Multi Threading（SMT） 　分頁快取 　緩衝快取 　寫入的時機 　direct I/O 　置換（swap） 　統計數據 第9章 區塊層 　HDD的特徵 　區塊層的基本功能 　區塊裝置的效能指標與測量方法 　區塊層對HDD 效能所帶來的影響 　區塊層對NVMe SSD 的效能所帶來的影響 第10章 虛擬化功能 　什麼是虛擬化功能 　虛擬化軟體 　支援虛擬化的CPU功能 　主機作業系統是怎麼看待虛擬機器 　虛擬化環境的行程排程 　虛擬機器與記憶體管理 　虛擬機器與儲存裝置 第11章 容器 　與虛擬機器之間的差異 　容器的種類 　namespace 　安全風險 第12章 cgroup 　cgroup可控制的資源 　使用案例：CPU使用時間的控制 　應用案例 終章　本書所學到的內容與今後的應用方式