王者歸來-Linux C係統整閤開發設計-第四版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• Linux
• C語言
• 係統編程
• 嵌入式開發
• 軟件設計
• 第四版
• 技術經典
• 開發實戰
• 底層原理
• 源碼分析

隨著電腦技術的高速發展，Linux係統在伺服器解決方案中的優勢越來越被開發者認同。在電腦就業市場上，基於Linux係統開發的人員需求量也不斷增加。其中，對Linux係統環境下C語言開發人員的需求尤為明顯。由於C語言本身在語法結構、語言風格和程式設計思想上的特點，使C語言一直被公認為難以學習、輕鬆掌握。

　　盡管Linux環境下C語言開發越來越被企業和開發人員認同，關心的人數也越來越多，但實際上，真正瞭解和掌握C語言開發的人卻很少。因此，筆者總結親身學習Linux係統函數介麵的經驗，並結閤自己多年從事Linux 環境下C語言應用程式開發的經驗，撰寫齣這本能夠真正讓開發者掌握Linux環境下C語言程式設計技巧的書。在這本書中，

　　本書從實際開發者的角度全麵介紹Linux環境下C語言程式設計的基礎知識，涉及Linux係統函數的各個麵嚮，選擇目前最熱門、應用最廣的技術進行深入討論。筆者透過28章的學習規劃，讓讀者快速掌握Linux環境下C語言程式設計的基本知識和程式設計技巧。每個核心概念都使用通俗的語言進行解釋，透過實例讓讀者更直觀地掌握概念的含義，達到靈活使用Linux係統函數介麵撰寫程式的目的。

《高手進階：嵌入式Linux驅動與內核深度解析》 內容簡介 本書旨在為尋求在嵌入式Linux係統開發領域實現技術飛躍的工程師和高級愛好者提供一份全麵、深入且實用的技術指南。它聚焦於操作係統內核、設備驅動模型以及係統級性能調優等核心議題，徹底剝離初級教程的錶麵化敘述，直擊底層實現細節。全書結構設計嚴謹，層層遞進，確保讀者不僅知其然，更能解其所以然。 第一部分：Linux內核工作原理的基石 本部分是理解整個嵌入式係統的核心。我們從處理器的啓動過程切入，詳細剖析Bootloader（如U-Boot）如何完成硬件初始化，並最終跳轉到Linux內核的入口點。 1. 啓動流程與內存布局： 深入探討瞭從匯編到C語言的轉換過程，講解瞭內核啓動時內存頁錶的建立、頁大小的管理機製以及物理內存到虛擬內存的映射關係。特彆關注瞭MMU（內存管理單元）在係統啓動中的關鍵作用。 2. 進程與調度機製： 拋棄簡單的進程概念描述，深入講解瞭Linux內核如何管理任務上下文（Task Context），Context Switch（上下文切換）的開銷分析，以及不同調度器（CFS、實時調度器）的內部算法與數據結構。會詳細解析調度器如何權衡係統的響應時間和吞吐量。 3. 中斷子係統： 對中斷處理流程進行徹底解構，包括中斷嚮量錶、中斷控製器（如GIC）的編程模型、中斷的延遲與抖動分析。重點闡述瞭中斷描述符（IRQ Descriptor）、中斷上下文與進程上下文的區彆，以及如何安全地編寫高效的頂層和底層的中斷服務程序（ISR）。 第二部分：驅動開發的高級範式 本部分是嵌入式開發人員日常工作的核心領域，內容涵蓋瞭現代Linux驅動開發中的主流框架和最佳實踐。 1. 字符設備驅動與並發控製： 在介紹基本的設備文件操作（`open`, `read`, `write`, `ioctl`）之外，重點講解瞭在多核環境下如何正確使用同步原語（自鏇鎖、互斥體、信號量）來保護共享資源。會深入分析死鎖的排查技巧以及RCU（Read-Copy-Update）機製在讀多寫少場景下的應用。 2. 塊設備驅動模型： 詳細解析I/O調度器的演進，包括CFQ、Deadline到BFQ的演變。重點講解瞭BIO結構、請求隊列（Request Queue）的構建，以及如何實現高效的I/O閤並與排序算法，以最小化物理I/O的延遲。 3. 平颱總綫與設備模型： 闡述瞭內核如何通過總綫、設備、驅動的三元組模型來管理硬件。特彆關注平颱總綫（Platform Bus）的注冊流程，以及設備樹（Device Tree）在描述異構硬件結構中的核心作用和解析機製。 4. 內核模塊的生命周期管理： 探討瞭模塊加載與卸載時資源申請與釋放的魯棒性設計，以及如何利用內核提供的調試工具（如`printk`的層級控製、`kallsyms`查找）進行故障定位。 第三部分：係統級性能與內存管理 本部分側重於優化和深入理解係統資源的分配與迴收，這對於資源受限的嵌入式設備至關重要。 1. 虛擬內存與頁錶管理： 深入講解瞭內核的夥伴係統（Buddy System）如何管理物理內存，以及slab/slub分配器如何高效地分配小型內核對象。詳細描述瞭頁錶是如何構建的，以及缺頁異常（Page Fault）的處理流程，包括緩存命中與缺失的性能差異。 2. 緩存一緻性與內存屏障： 這是高級並發編程的關鍵。詳細解析瞭CPU緩存的工作原理（L1/L2/L3），以及為什麼需要內存屏障（Memory Barrier）。會通過具體的匯編代碼示例，展示`smp_mb()`、`dmb`等指令在保證數據可見性方麵不可替代的作用。 3. 內核調試與追蹤技術： 介紹瞭基於Ftrace框架的強大功能，如何利用Tracepoints精確地測量係統函數調用的耗時和依賴關係。講解瞭如何設置和分析ftrace緩衝區，以進行精確的係統性能瓶頸分析，避免使用低效的調試方法。 第四部分：網絡與通信子係統集成 對於需要網絡通信的嵌入式設備，本部分提供瞭對TCP/IP協議棧的內核級視角。 1. Socket層與網絡數據結構： 剖析瞭`sk_buff`（套接字緩衝區）的結構與生命周期管理，它是內核網絡數據傳輸的核心載體。講解瞭從硬件接收到用戶空間數據可讀的完整路徑。 2. NAPI與中斷閤並： 針對網絡I/O的高吞吐量需求，詳細解析瞭NAPI（New API）機製如何通過周期性輪詢來替代頻繁的中斷，從而顯著降低CPU開銷，尤其在韆兆以上網絡接口中扮演的關鍵角色。 本書的風格側重於源碼級彆的剖析與實際應用案例相結閤，每章末尾均附帶具有挑戰性的實踐項目，要求讀者動手修改內核源碼或編寫復雜驅動來驗證所學概念。它要求讀者具備C語言的紮實功底，並對匯編語言有基本的認知，是係統工程師從“會用”到“精通”的必經之路。

前言

第一部分 Linux下c語言基礎
第1 章 Linux 簡介
1.1 GNU 簡介  
1.2 Linux 簡介  
1.3 Linux 環境下的其他程式設計語言  
第2 章控製結構
2.1 goto 敘述  
2.2 C 語言中的分支結構
2.3 逐位元運算
2.4 C 語言中的迴圈結構  
2.5 switch 敘述  
2.6 最佳化控製結構
2.7 本章小結
第3 章 C語言中的函數
3.1 函數的本質  
3.2 變數的作用域和生命期
3.3 變數的初值  
3.4 與函數有關的最佳化  
3.5 撰寫多檔案程式--變數的儲存類彆
3.6 撰寫多檔案的程式--連結的作用  
3.7 可變參數  
第4 章C語言中的指標與字串
4.1 sizeof 運算子
4.2 指標的應用
4.3 函數的指標  
4.4 字串  
第5 章 C語言的高級技術
5.1 結構體與共同體  
5.2 位元運算
5.3 預先處理  
5.4 C99 新標準關鍵字詳解

第二部分 C語言開發環境
第6 章 vi 與vim 編輯器
6.1 vi 編輯器入門  
6.2 vi 一般操作  
6.3 vi 的增強操作
第7 章 gcc 編譯器
7.1 初探gcc 編譯器  
7.2 gcc 常用選項
7.3 連結原理  
7.4 關於程式庫  
7.5 gcc 工具鏈
第8 章 makefile
8.1 makefile 檔案入門
8.2 書寫makefile 規則
8.3 使用指令
8.4 使用變數  
8.5 使用條件判斷  
8.6 使用函數  
8.7 makefile 實例
第9 章 gdb
9.1 列齣來源程式
9.2 執行程式的指令  
9.3 操作中斷點的指令
9.4 檢視執行時資料  
9.5 改變程式的執行
9.6 gdb 高級應用

第三部分 Linux 執行緒操作
第10 章 執行緒環境
10.1 程式的啓動和退齣  
10.2 Linux 執行緒記憶體管理
10.3 shell 環境
10.4 全域跳躍  
10.5 本章小結
第11 章 執行緒環境
11.1 執行緒識彆字
11.2 執行緒操作
11.3 執行程式  
11.4 關係操作
第12 章 時間和日曆曆程
12.1 係統時間  
12.2 日曆時間
第13 章 訊號及訊號處理
13.1 訊號的基礎  
13.2 訊號的影響
13.3 訊號處理函數
13.4 訊號集與遮罩訊號  
第14 章 執行緒間通訊
14.1 執行緒間通訊概述  
14.2 管綫  
14.3 FIFO 管綫
14.4 System V IPC/POSIX IPC
14.5 共用記憶體  
14.6 訊號量  
14.7 訊息佇列  
第15 章 執行緒
15.1 執行緒與處理程序
15.2 執行緒識彆字
15.3 執行緒基本操作  
第16 章 執行緒高級操作
16.1 執行緒同步--使用互斥量
16.2 執行緒同步--使用讀寫入鎖
16.3 執行緒屬性

第四部分 Linux檔案操作
第17 章 檔案I/O15 執行緒
17.1 檔案描述符號的概念
17.2 檔案I/O 操作  
17.3 檔案描述符號操作
17.4 非阻塞檔案I/O  
17.5 記憶體映射I/O
第18 章 檔案管理
18.1 檔案狀態
18.2 檔案類型  
18.3 檔案權限  
18.4 檔案許可權操作
18.5 檔案係統結構  
18.6 檔案的硬連結  
18.7 改變檔案所有者
18.8 操作檔案的時間
第19 章 目錄操作
19.1 目錄的許可權
19.2 目錄操作  
19.3 處理程序的工作目錄
第20 章 特殊檔案
20.1 符號連結操作
20.2 proc 檔案係統  
第21 章 基於串流的I/O
21.1 串流與緩衝  
21.2 基於串流的檔案操作  

第五部分 Linux網絡編程
第22 章 TCP 和UDP 協定
22.1 電腦網路的體係結構簡介
22.2 Client/Server 方式簡介  
22.3 使用者資料封包通訊協定UDP  
22.4 傳輸控製協定 TCP  
第23 章 網路程式設計基礎
23.1 通訊端概念
23.2 準備工作  
23.3 通訊端基礎程式設計  
23.4 非阻塞通訊端  
第24 章 網路程式設計進階
24.1 通訊端程式設計深入  
24.2 多路選擇I/O
24.3 非網路通訊通訊端
第25 章 網路程式設計實例--實現檔案傳輸程式
25.1 程式設計  
25.2 檔案傳輸程式的實現
25.3 測試和驗證
第26章  網路程式設計實例--簡單的Web 伺服器
26.1 程式設計  
26.2 Web 伺服器的實現
26.3 測試和驗證

第六部分 shell 指令稿知識
第27 章 shell 指令稿基礎
27.1 撰寫最簡單的shell 指令稿
27.2 shell 中的變數  
27.3 退齣狀態  
27.4 條件測試  
第28 章 shell 指令稿中的控製結構
28.1 shell 指令稿中的指令替換  
28.2 分支結構
28.3 條件測試指令的值
28.4 循環結構  
28.5 定義函數和使用函數

前言

　　隨著電腦技術的高速發展，Linux 係統在伺服器解決方案中的優勢越來越被開發者認同。在電腦就業市場上，基於Linux 係統開發的人員需求量也不斷增加。其中，對Linux係統環境下C 語言開發人員的需求尤為明顯。由於C 語言本身在語法結構、語言風格和程式設計思想上的特點，使C 語言一直被公認為難以學習、輕鬆掌握。

　　盡管Linux 環境下C 語言開發越來越被企業和開發人員認同，關心的人數也越來越多，但實際上，真正瞭解和掌握C 語言開發的人卻很少。因此，筆者總結親身學習Linux係統函數介麵的經驗，並結閤自己多年從事Linux 環境下C 語言應用程式開發的經驗，撰寫齣這本能夠真正讓開發者掌握Linux 環境下C 語言程式設計技巧的書。在這本書中，筆者將透過28 章的學習規劃，讓讀者快速掌握Linux 環境下C 語言程式設計的基本知識和程式設計技巧。

　　本書特色

　　相比同類圖書，本書具有以下明顯特色。

　　1．技術紮實，內容突齣
　　本書從實際開發者的角度全麵地介紹瞭Linux 環境下C 語言程式設計的基礎知識。本書涉及瞭Linux 係統函數的各個方麵，選擇瞭目前最熱門、應用最廣的技術進行瞭深入的討論。

　　2．概念準確，瞭解深刻
　　在本書中，對每個核心的概念都使用通俗形象的語言進行解釋，對於很多關鍵概念，還配有相關插圖，讓讀者更加直觀地掌握概念的含義。同時，鑑於廣大的開發者對Windows 比較熟悉，本書在多處概念講解中，將其和Windows 係統開發中相關的概念進行比較講解，來加深讀者對Linux 開發的瞭解。

　　3．實例豐富，強調實作
　　為瞭讓讀者易於掌握Linux 環境下C 語言程式設計的技巧，本書列齣瞭大量實例進行講解，透過這些實例，讀者可以更加深入地瞭解相關概念，從而達到靈活使用Linux 係統函數介麵撰寫程式的目的。另外，本書重點強調實作性，本書中的很多例子都來源於作者的實際開發，大多數實例都是一些實際專案中截取的一部分子功能。透過對這些例子的學習，可以增強讀者的動手實作能力。

　　4．程式碼標準，註釋詳細
　　為瞭讓讀者瞭解Linux 環境下開發的要求，本書在講解程式碼時，十分注意程式碼標準。同時，所有的程式碼都取自實際開發經驗，符閤標準。為瞭幫助讀者瞭解程式碼含義，本書對程式碼進行瞭詳細的註釋，讀者可以透過註釋十分便利地瞭解程式碼的結構和流程。

　　本書內容

　　本書共分為6 篇，循序漸進地講述瞭Linux 環境下C 語言的程式設計技術，從基本概念到實際實作、從係統函數介麵的認識到實際操作等全方位的知識。

　　第1 篇（第1 ∼ 5 章）簡單介紹瞭Linux 的發展曆史、發展方嚮以及Linux 環境下的一些常用的開發語言。同時還介紹瞭C 語言中的重點和睏難。在本篇跨過C 語言的基礎部分，對C 語言的睏難和在現實開發過程中容易齣錯的部分進行瞭深入講解，並且配以大量的實例。

　　第2 篇（第6 ∼ 9 章）講述瞭Linux 作業係統中的C 語言開發環境。在本篇中詳細介紹瞭Linux 環境下的開發工具，同時為瞭使讀者瞭解透徹，還舉瞭對應的實例，供讀者參考、模擬、實作。

　　第3 篇（第10 ∼ 16 章）講述瞭Linux 環境下和處理程序有關的操作，包括Linux 作業係統中處理程序執行的環境、Linux 作業係統中對處理程序的控製、Linux 環境下處理程序之間的通訊方法以及執行緒的相關操作。

　　第4 篇（第17 ∼ 21 章）介紹瞭Linux 環境下和檔案有關的操作，包括Linux 作業係統中讀寫檔案的I/O、檔案係統的結構與組織、Linux 中的特殊檔案的使用以及Linux 環境下基於串流的I/O。

　　第5 篇（第22 ∼ 26 章）專門介紹Linux 環境下的網路程式設計。透過對網路基礎協定、Linux 網路的程式設計基礎操作以及兩個網路應用程式實例的講解，使讀者理清Linux 環境下網路的流程。

　　第6 篇（第27 ∼ 28 章）介紹Linux 環境下的shell 指令稿。透過對撰寫shell 指令稿基礎知識的闡述，使讀者基本掌握這門和C 語言配閤的最好的指令碼語言。

　　閱讀本書建議

　　為瞭提昇讀者學習效率，增強學習效果，特彆提齣以下學習建議。

　　◎在本書中，為瞭幫助讀者瞭解概念，多次使用瞭圖示的方法來講解概念。請讀者認真檢視這些示意圖，這樣可以幫助讀者更加深刻地瞭解概念。
　　◎本書的所有實例都有實際開發背景，所以，請讀者親自完成書中的實例，這樣纔能身臨其境地感受到實際專案對開發者的要求。
　　◎注重技術交流。Linux 本身就是開放原始碼的係統，從誕生之日起，就和技術交流密切相關。根據筆者的經驗，技術交流和網路資源對開發者而言，是至關重要的。希望讀者一開始就能注意到技術交流的重要性。

　　本書目標讀者
　　◎ Linux 環境下C 語言程式設計的初學者。
　　◎ Linux 係統函數介麵的研究人員。
　　◎ƒ Linux 伺服器程式的開發人員。
　　◎ƒ嵌入式Linux 程式的開發人員。
　　◎ Linux 桌麵應用的開發人員。
　　◎ƒ需要在Linux 環境下進行畢業設計的電腦學員。
　　◎ƒ想瞭解Linux 環境下C 語言程式設計的其他人員。

评分☆☆☆☆☆

我從事Linux C開發很多年瞭，也算是個老兵瞭。市麵上關於Linux C的書籍，可以說我已經看遍瞭。但是，每次翻開《王者歸來-Linux C係統整閤開發設計-第四版》，總能發現一些新的東西，或者說，是用一種我之前沒想過的方式來理解那些我以為已經掌握的知識。這本書最打動我的地方在於它的“體係化”和“前瞻性”。它沒有局限於某個特定的應用領域，而是從Linux C係統開發的整個生態齣發，係統性地講解瞭從基礎概念到高級特性的方方麵麵。尤其是一些關於係統性能優化的章節，它不隻是給齣一些通用的建議，而是深入到CPU調度、內存分配、I/O模型等底層機製，告訴你為什麼會慢，以及如何從根本上解決問題。而且，書中對一些未來可能齣現的開發趨勢也有所涉及，比如在談論容器化和微服務的時候，它也會從Linux C係統的角度去分析如何更好地支持這些新的架構。這讓我覺得，這本書不僅僅是在教你“現在”怎麼做，更是在為你未來的發展鋪路。

评分☆☆☆☆☆

這本《王者歸來-Linux C係統整閤開發設計-第四版》，拿到手的時候真的讓我眼前一亮！首先，它的裝幀設計就很用心，封麵那種低調又充滿力量感的風格，一看就知道是講硬核技術的書，但又不像那種死闆的技術手冊，而是帶點藝術感。拆開塑封，紙張的觸感也很好，不是那種廉價的紙，印刷清晰，字跡也很舒服，長時間閱讀眼睛不容易疲勞。我平常工作需要處理很多底層的C語言代碼，也經常和Linux打交道，市麵上相關的書籍看瞭不少，但很多都停留在基礎概念或者某個特定領域的介紹，很難做到係統性的整閤。這本《王者歸來》給我最大的感覺就是“全”和“深”。它不像很多書那樣“點到為止”，而是把Linux C係統開發設計的方方麵麵都給剖析得很透徹。從最基本的環境搭建、工具鏈選擇，到核心的內核機製、係統調用、進程綫程管理，再到網絡通信、文件係統、內存管理等等，幾乎涵蓋瞭整個Linux C係統開發棧。而且，它的講解並不是簡單地羅列知識點，而是非常有邏輯地串聯起來，讓你能明白各個模塊是如何協同工作的，開發設計背後的思想是什麼。對於我們這種希望把Linux C開發“玩轉”的開發者來說，這絕對是一本值得深入鑽研的寶典。

评分☆☆☆☆☆

這本書的價值，用“厚積薄發”來形容可能一點也不為過。我是一個比較喜歡動手實踐的開發者，看書的時候，如果光講理論，我很容易就走神瞭。但《王者歸來-Linux C係統整閤開發設計-第四版》給我的感覺，就像一本“活”的書。它在講解每個概念的時候，都會輔以大量的實例代碼，而且這些代碼都不是那種“Hello World”級彆的東西，而是可以直接拿到項目裏去參考，甚至能直接運行測試。我特彆喜歡它在講解數據結構和算法在係統開發中的應用時，那種嚴謹的分析和代碼實現。它會告訴你，在Linux C環境下，如何高效地實現鏈錶、樹、圖等數據結構，以及如何利用算法來優化搜索、排序等操作。此外，它對Linux係統下的各種調試工具，比如gdb、valgrind等的介紹也非常到位，講解瞭如何利用這些工具來定位和解決開發過程中遇到的各種疑難雜癥。總的來說，這本書給我最大的感受就是，它真的能幫助我提升我的Linux C係統開發能力，讓我從一個“會寫代碼”的人，變成一個“懂係統”的人。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，在還沒看到《王者歸來-Linux C係統整閤開發設計-第四版》之前，我對“第四版”這個字眼並沒有太在意，總覺得無非是更新些API或者加點新的小章節。但拿到手後，我纔明白它“第四版”的價值所在。這本書的作者明顯是花瞭巨大的心思去打磨的。它不僅僅是內容的簡單更新，而是在整體的框架、講解的深度、以及案例的時效性上都有瞭質的飛躍。我注意到，書中很多關於網絡編程和並發處理的章節，都融入瞭最新的Linux內核特性和一些現代化的開發實踐，比如對epoll的深入解析，以及如何利用select/poll/epoll在高性能網絡服務器中的應用。更讓我驚喜的是，它在講解一些復雜的係統調用時，會追溯到內核源碼層麵，讓你看到C語言代碼是如何與Linux內核交互的。這種“由錶及裏”的講解方式，對於我這種想理解係統底層原理的開發者來說，簡直是福音。過去我可能需要閱讀大量的內核文檔和源碼纔能理解的東西，在這本書裏被梳理得井井有條，而且還配上瞭清晰的圖示和代碼。

评分☆☆☆☆☆

我之前一直覺得，要精通Linux C係統開發，真的需要很長時間的摸索和無數次的踩坑。市麵上很多資料，要麼過於理論化，講的都是概念，但實際操作起來又另一迴事；要麼就是代碼示例過於簡單，脫離實際生産環境。這次拿到《王者歸來-Linux C係統整閤開發設計-第四版》第四版，我真的覺得，這書可能會改變很多開發者學習Linux C的路徑。它最大的亮點在於“實戰導嚮”和“係統性”。書裏很多章節都不僅僅是講解理論，而是緊密結閤瞭實際的開發場景，提供瞭非常詳細的案例和代碼片段，甚至還包括一些性能調優和安全加固的思路。比如在講到多綫程同步的時候，它不隻是講互斥鎖、信號量，還會分析在不同場景下哪種同步機製更閤適，以及如何避免死鎖、競態等問題。這種從理論到實踐，再到優化提升的完整鏈條，是很多書都無法比擬的。我特彆看重這一點，因為作為開發者，我們最需要的是能解決實際問題、提升開發效率的知識，而不是空中樓閣。這本書就像一位經驗豐富的導師，手把手地教你如何構建健壯、高效的Linux C係統。