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內(nèi)容簡介

　　Linux操作系統(tǒng)上的用戶態(tài)編程是通過系統(tǒng)調(diào)用提供的接口，將原本需要在Linux內(nèi)核中或者對Linux內(nèi)核進(jìn)行多次系統(tǒng)調(diào)用才能實現(xiàn)的功能，放到內(nèi)核之外來實現(xiàn)，從而保證內(nèi)核的穩(wěn)定性，獲得更強的可拓展性，并且可以將Linux內(nèi)核的傳染性開源協(xié)議隔離。全書共分9章，第1、2章從用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)的基本概念入手，簡要介紹C語言標(biāo)準(zhǔn)庫編程以及各種C語言標(biāo)準(zhǔn)庫。第3章深入介紹系統(tǒng)調(diào)用的概念和計算機架構(gòu)、特權(quán)級與硬件資源訪問限制的關(guān)系，以及內(nèi)核中系統(tǒng)調(diào)用的處理方式。第4章涵蓋了系統(tǒng)調(diào)用與C語言標(biāo)準(zhǔn)庫的關(guān)系，介紹如何基于Linux系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)C語言標(biāo)準(zhǔn)庫。第5章深入介紹了Linux系統(tǒng)用戶態(tài)驅(qū)動API的使用和分析，包括Userspace I/O （UIO）接口的使用和VFIO等用戶態(tài)驅(qū)動接口的使用。第6~9章涵蓋了高性能網(wǎng)卡Linux用戶態(tài)驅(qū)動分析、用戶態(tài)文件系統(tǒng)FUSE分析、用戶態(tài)線程——協(xié)程和基于Android HAL硬件抽象層的用戶態(tài)驅(qū)動，介紹了操作系統(tǒng)中各個關(guān)鍵組件在用戶態(tài)中的實現(xiàn)方法。本書主要適合中高級應(yīng)用程序開發(fā)者、內(nèi)核開發(fā)者、Linux云服務(wù)器開發(fā)者閱讀，有助于讀者深入了解Linux操作系統(tǒng)及其編程的內(nèi)部機制和實踐技巧。本書提供了全面的指導(dǎo)和實用的知識，也可作為初學(xué)者的自學(xué)參考書。

作者簡介

　　肖威軒，本科畢業(yè)于上海大學(xué)，碩士畢業(yè)于法國貢比涅技術(shù)大學(xué)，從法國克萊蒙-奧弗涅大學(xué)綜合理工學(xué)院獲得計算機專業(yè)的哲學(xué)博士學(xué)位。曾在法國電力公司從事Linux環(huán)境中的智能電網(wǎng)充電樁協(xié)議棧開發(fā)等工作，現(xiàn)于法國巴黎初創(chuàng)公司進(jìn)行人工智能倫理的研究與應(yīng)用，包括在Linux環(huán)境中的人工智能模型運行環(huán)境和監(jiān)控等。長期致力于開源貢獻(xiàn)、包括Linux應(yīng)用程序與內(nèi)核開發(fā)，對Linux驅(qū)動、嵌入式Linux和實時系統(tǒng)等有諸多了解與實踐，并持續(xù)參與KDE社區(qū)的Linux桌面環(huán)境社區(qū)的開發(fā)與維護(hù)。已于SCI索引刊物上發(fā)表多篇文章，于IEEE會議發(fā)表會議論文數(shù)篇。

圖書目錄

前言
第1章Linux操作系統(tǒng)概述/
1.1用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)/
1.1.1硬件特權(quán)級、運行模式（x86）/
1.1.2Linux的用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)/
1.2用戶態(tài)的優(yōu)勢/
1.2.1用戶態(tài)的速度優(yōu)勢/
1.2.2受限的高級功能（中斷、DMA）/
1.2.3更優(yōu)的內(nèi)核穩(wěn)定性/
1.2.4高吞吐量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備/
1.2.5內(nèi)核態(tài)的copyleft開源協(xié)議/
第2章C語言程序設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)庫編程/
2.1桌面Linux使用的glibc簡介/
2.2其他C語言標(biāo)準(zhǔn)庫/
2.2.1uClibc/
2.2.2musl libc/
2.2.3BSD libc/
2.2.4Android Bionic/
第3章系統(tǒng)調(diào)用與Linux系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)/
3.1什么是系統(tǒng)調(diào)用/
3.1.1計算機架構(gòu)、特權(quán)級與硬件資源訪問限制/
3.1.2內(nèi)核中的系統(tǒng)調(diào)用/
3.1.3系統(tǒng)調(diào)用open的實現(xiàn)/
3.2Linux系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)（內(nèi)核態(tài)）/
3.2.1系統(tǒng)調(diào)用的通用處理/
3.2.2x86架構(gòu)的系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)/
第4章系統(tǒng)調(diào)用與C語言標(biāo)準(zhǔn)庫/
4.1如何基于Linux系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)C語言標(biāo)準(zhǔn)庫/
4.1.1實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)庫的原理與方法/
4.1.2glibc中的標(biāo)準(zhǔn)庫實例/
4.2基于Linux sysfs在用戶態(tài)下編寫程序控制硬件/
4.2.1什么是Linux sysfs/
4.2.2使用C語言標(biāo)準(zhǔn)庫文件讀寫函數(shù)控制鍵盤LED/
4.2.3使用標(biāo)準(zhǔn)庫中提供的系統(tǒng)調(diào)用或Shell腳本調(diào)節(jié)屏幕背光/
第5章Linux系統(tǒng)用戶態(tài)驅(qū)動API/
5.1用戶態(tài)驅(qū)動與內(nèi)核態(tài)驅(qū)動/
5.1.1內(nèi)核中的驅(qū)動與字符設(shè)備驅(qū)動/
5.1.2內(nèi)核中的塊設(shè)備驅(qū)動/
5.1.3內(nèi)核中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動/
5.1.4用戶態(tài)驅(qū)動的原理/
5.1.5在用戶態(tài)實現(xiàn)驅(qū)動的優(yōu)劣/
5.2用戶態(tài)驅(qū)動接口Userspace I/O(UIO)/
5.2.1硬件設(shè)備的內(nèi)存映射/
5.2.2UIO的用戶態(tài)API/
5.2.3基于UIO實現(xiàn)的PCI設(shè)備用戶態(tài)驅(qū)動/
5.3用戶態(tài)驅(qū)動接口VFIO/
5.3.1VFIO與硬件無關(guān)IOMMU的重映射/
5.3.2使用VFIO實現(xiàn)PCI設(shè)備的用戶態(tài)驅(qū)動/
第6章Linux系統(tǒng)用戶態(tài)高性能網(wǎng)卡驅(qū)動分析/
6.1Intel網(wǎng)卡用戶態(tài)驅(qū)動的架構(gòu)/
6.2Intel網(wǎng)卡用戶態(tài)驅(qū)動ixy的核心實現(xiàn)/
第7章Linux系統(tǒng)用戶態(tài)文件系統(tǒng)FUSE分析/
7.1FUSE在內(nèi)核中的實現(xiàn)模塊/
7.2FUSE在用戶態(tài)中的API與基礎(chǔ)示例/
第8章用戶態(tài)線程——協(xié)程/
8.1Linux內(nèi)核中線程與進(jìn)程切換的實現(xiàn)/
8.1.1線程與進(jìn)程切換的算法與原理/
8.1.2線程與進(jìn)程上下文切換實現(xiàn)/
8.2Linux環(huán)境用戶態(tài)中含棧協(xié)程的實現(xiàn)/
8.2.1協(xié)程的上下文切換實現(xiàn)/
8.2.2基于用戶態(tài)的棧實現(xiàn)協(xié)程狀態(tài) /
第9章基于Android HAL硬件抽象層的用戶態(tài)驅(qū)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(nèi)核態(tài)隔離/
9.2.1HAL中燈光Light的實現(xiàn)分析/
9.2.2HAL中內(nèi)核態(tài)部分的實現(xiàn)/
9.2.3HAL實現(xiàn)內(nèi)核態(tài)GPL隔離的原理/