FreeBSD操作系统设计与实现 第2版 英文版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] Marshall Kirk McKusick，George V.Neville-Neil，Robert N.M.Watson 著

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115413499

版次：1

商品编码：11892504

品牌：异步图书

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-03-01

页数：846

正文语种：中文

编辑推荐

FreeBSD技术专家精品力作
FreeBSD操作系统的集大成者
全面剖析FreeBSD的内核架构

本书是FreeBSD内核完整的技术指南，在上一版的基础上进行了全面更新，以涵盖版本FreeBSD 5和版本11之间的所有重大改进。本书大约有1/3的内容是全新的，还有1/3的内容进行了完全重写。
在本书中，三位FreeBSD项目领导人先概述了FreeBSD内核的当前设计和实现，接下来从系统调用级别开始向下（从接口到内核再到硬件）讲解了FreeBSD内核。本书先解释了关键的设计决策，然后剖析了在实现每一个重要系统组件（包括进程管理、安全、虚拟内存、I/O系统、文件系统、socket IPC和网络等）时使用的概念、数据结构和算法。
读者可将本书用作工作参考，或者是深入研究当代杰出的可移植开源操作系统的学习资料。技术和销售支持人员也可以在本书中发现FreeBSD的功能以及局限性；应用开发人员将学到如何有效、高效地与FreeBSD进行交互；系统管理员将学到维护、调优和配置FreeBSD的方法；系统程序员则学到扩展、增强FreebSD以及与FreeBSD进行交互的方法。
本书涵盖了如下内容。
使用FreeBSD jail讲解高度可扩展和轻量级的虚拟化，以及使用Xen和Virtio设备半虚拟化进行虚拟设备加速；
讲解了新的安全特性，比如Capsicum沙箱和GELI加密磁盘保护；
全面支持NFSv4和Open Solaris ZFS；
介绍了FreeBSD增强的卷管理和新的日志软更新；
解释了DTrace精细的过程调试/分析；
讲解了在网络、无线和USB支持方面的主要更新。

内容简介

《FreeBSD操作系统设计与实现（第2版）英文版》是迄今为止对FreeBSD操作系统的介绍全面、丰富的学习资料。
《FreeBSD操作系统设计与实现（第2版）英文版》分为5部分，总计15章。第1部分为概述性内容，对FreeBSD操作系统的历史发展、设计和内核服务进行了简单介绍。第2部分讲解了进程相关的内容，包括进程管理、安全和存储管理等。第3部分讲解了I/O系统相关的内容，包括I/O设备、快速文件系统、泽字节文件系统、网络文件系统等。第4部分讲解了进程间通信相关的内容，包括进程间通信、网络层协议和传输层协议等。第5部分讲解了系统操作相关的内容，主要涉及了系统的启动和关闭。术语表给出了本书涉及的一些常用术语及其解释。
《FreeBSD操作系统设计与实现（第2版）英文版》既可以作为一本FreeBSD实践指南，又可作为深入研究当代可移值的开放源代码操作系统的参考书。本书适合FreeBSD操作系统技术支持人员、应用程序开发人员、系统管理员和系统程序员阅读，也可供对学习FreeBSD感兴趣的读者参考。

作者简介

Marshall Kirk McKusick编写了与UNIX和BSD主题相关的许多资料，并提供相应的咨询和教学服务。当在加州大学伯克利分校时，他实现了4.2BSD快速文件系统。他曾经是伯克利计算机系统研究组（CSRG）的一名计算机科学家，监督4.3BSD和4.4BSD的开发与发布。他当前是FreebSD基金会的董事会成员，也是一名长期的FreeBSD贡献者。他曾经担任过两次Usenix协会的主席，还是ACM、IEEE和AAAS的成员。
George V.Neville-Neil编写了与安全、网络和操作系统相关的许多资料，并提供相应的咨询和教学服务。作为FreeBSD基金会的董事会成员，他为FreeBSD核心团队服务了4年之久。从2004年起，他为Queue和Communications of the ACM写作“Kode Vicious”专栏。他当前是ACM执业委员会的副主席，也是Usenix协会、ACM、IEEE和AAAS的成员。
Robert N.M.Watson是剑桥大学计算机实验室安全研究组的一名大学讲师，负责讲授系统、安全和架构课程。他监督在计算机架构、编译器、程序分析、操作系统、网络和安全方面的高级研究。作为FreeBSD基金会的董事局成员，他为FreeBSD核心团队服务了10年之久，而且当了15年的贡献者。他是Usenix协会和ACM的会员。

目录

Part I Overview　1
第1部分 概述
Chapter 1 History and Goals　3
第1章 历史和目标
1．1 History of the UNIX System / UNIX系统的历史　3
Origins / 起源　3
Research UNIX / 研究UNIX　4
AT&T; UNIX System III and System V / AT&T; UNIX System III
和System V　5
Berkeley Software Distributions / 伯克利软件分发　6
UNIX in the World / 世界上的UNIX　7
1．2 BSD and Other Systems / BSD和其他系统　7
The Influence of the User Community / 用户社区的影响　8
1．3 The Transition of BSD to Open Source / BSD向开源的过渡　9
Networking Release 2 / 网络发布2　10
The Lawsuit / 诉讼　11
4．4BSD / 4．4BSD　13
4．4BSD-Lite Release 2 / 4．4BSD-Lite版本2　13
1．4 The FreeBSD Development Model / FreeBSD开发模型　14
References / 参考文献　17
Chapter 2 Design Overview of FreeBSD　21
第2章 FreeBSD设计概述
2．1 FreeBSD Facilities and the Kernel / FreeBSD组件与内核　21
The Kernel / 内核　22
2．2 Kernel Organization / 内核组织　23
2．3 Kernel Services / 内核服务　26
2．4 Process Management / 进程管理　26
Signals / 信号　28
Process Groups and Sessions / 进程组和会话　29
2．5 Security / 安全　29
Process Credentials / 进程凭证　31
Privilege Model / 特权模式　31
Discretionary Access Control / 自由访问控制　32
Capability Model / 能力模型　32
Jail Lightweight Virtualization / Jail轻型虚拟化　32
Mandatory Access Control / 强制访问控制　34
Event Auditing / 事件审计　35
Cryptography and Random-Number Generators /　35
加密和随机数生成器
2．6 Memory Management / 存储管理　36
BSD Memory-Management Design Decisions /　36
BSD存储管理设计决策
Memory Management Inside the Kernel / 内核中的存储管理　38
2．7 I/O System Overview / I/O系统概述　39
Descriptors and I/O / 描述符和I/O　39
Descriptor Management / 描述符管理　41
Devices / 设备　42
Socket IPC / 套接字IPC　42
Scatter-Gather I/O / 分散-收集I/O　43
Multiple Filesystem Support / 多文件系统支持　43
2．8 Devices / 设备　44
2．9 The Fast Filesystem / 快速文件系统　45
Filestores / 文件存储　48
2．10 The Zettabyte Filesystem / 泽字节文件系统　49
2．11 The Network Filesystem / 网络文件系统　50
2．12 Interprocess Communication / 进程间通信　50
2．13 Network-Layer Protocols / 网络层协议　51
2．14 Transport-Layer Protocols / 传输层协议　52
2．15 System Startup and Shutdown / 系统启动与关闭　52
Exercises / 练习　54
References / 参考文献　54
Chapter 3 Kernel Services　57
第3章 内核服务
3．1 Kernel Organization / 内核组织　57
System Processes / 系统进程　57
System Entry / 系统入口　58
Run-Time Organization / 运行时管理　59
Entry to the Kernel / 内核入口　60
Return from the Kernel / 从内核返回　61
3．2 System Calls / 系统调用　62
Result Handling / 返回处理机制　62
Returning from a System Call / 从系统调用返回　63
3．3 Traps and Interrupts / 陷阱和中断　64
I/O Device Interrupts / I/O设备中断　64
Software Interrupts / 软件中断　65
3．4 Clock Interrupts / 时钟中断　65
Statistics and Process Scheduling / 统计和进程调度机制　66
Timeouts / 超时　67
3．5 Memory-Management Services / 存储管理服务　69
3．6 Timing Services / 计时服务　73
Real Time / 实时　73
External Representation / 外部表示　73
Adjustment of the Time / 时间调整　74
Interval Time / 间隔时间　74
3．7 Resource Services / 资源服务　75
Process Priorities / 进程优先级　75
Resource Utilization / 资源利用　75
Resource Limits / 资源限制　76
Filesystem Quotas / 文件系统配额　77
3．8 Kernel Tracing Facilities / 内核跟踪组件　77
System-Call Tracing / 系统调用跟踪　77
DTrace / DTrace　78
Kernel Tracing / 内核跟踪　82
Exercises / 练习　84
References / 参考文献　85
Part II Processes　87
第II部分 进程
Chapter 4 Process Management　89
第4章 进程管理
4．1 Introduction to Process Management / 进程管理简介　89
Multiprogramming / 多程序设计　90
Scheduling / 调度机制　91
4．2 Process State / 进程状态　92
The Process Structure / 进程架构　94
The Thread Structure / 线程架构　98
4．3 Context Switching / 上下文切换　99
Thread State / 线程状态　100
Low-Level Context Switching / 低层上下文切换　100
Voluntary Context Switching / 自愿上下文切换　101
Synchronization / 同步　106
Mutex Synchronization / 互斥同步　107
Mutex Interface / 互斥接口　109
Lock Synchronization / 锁同步　110
Deadlock Prevention / 死锁预防　112
4．4 Thread Scheduling / 线程调度机制　114
The Low-Level Scheduler / 低层调度器　114
Thread Run Queues and Context Switching /　115
线程运行队列和上下文切换
Timeshare Thread Scheduling / 分时线程调度　117
Multiprocessor Scheduling / 多处理器调度　122
Adaptive Idle / 自适应空闲　125
Traditional Timeshare Thread Scheduling /　125
传统的分时线程调度
4．5 Process Creation / 创建进程　126
4．6 Process Termination / 终止进程　128
4．7 Signals / 信号　129
Posting of a Signal / 发出信号　132
Delivering a Signal / 传输信号　135
4．8 Process Groups and Sessions / 进程组和会话　136
Process Groups / 进程组　137
Sessions / 会话　138
Job Control / 作业控制　139
4．9 Process Debugging / 进程调试　142
Exercises / 练习　144
References / 参考文献　146
Chapter 5 Security　147
第5章 安全
5．1 Operating-System Security / 操作系统安全　148
5．2 Security Model / 安全模型　149
Process Model / 进程模型　149
Discretionary and Mandatory Access Control　150
自由和强制访问控制
Trusted Computing Base (TCB) / 受信计算基（TCB）　151
Other Kernel-Security Features / 其他内核安全特性　151
5．3 Process Credentials / 进程凭证　151
The Credential Structure / 凭证架构　152
Credential Memory Model / 凭证存储模型　153
Access-Control Checks / 访问控制校验　153
5．4 Users and Groups / 用户和组　154
Setuid and Setgid Binaries / Setuid和Setgid二进制　155
5．5 Privilege Model / 特权模型　157
Implicit Privilege / 隐式特权　157
Explicit Privilege / 显式特权　157
5．6 Interprocess Access Control / 进程间访问控制　159
Visibility / 可见性　160
Signals / 信号　160
Scheduling Control / 调度控制　160
Waiting on Process Termination / 等待进程终止　161
Debugging / 调试　161
5．7 Discretionary Access Control / 自由访问控制　161
The Virtual-Filesystem Interface and DAC /　162
虚拟文件系统接口和DAC
Object Owners and Groups / 对象属主和组　163
UNIX Permissions / UNIX权限　164
Access Control Lists (ACLs) / 访问控制列表（ACL）　165
POSIX．1e Access Control Lists / POSIX．1e访问控制列表　168
NFSv4 Access Control Lists / NFSv4访问控制列表　171
5．8 Capsicum Capability Model / Capsicum能力模型　174
Capsicum Application Structure / Capsicum应用架构　175
Capability Systems / 能力系统　176
Capabilities / 能力　177
Capability Mode / 能力模型　179
5．9 Jails / Jail　180
5．10 Mandatory Access-Control Framework / 强制访问控制框架　184
Mandatory Policies / 强制策略　186
Guiding Design Principles / 设计原则指导　187
Architecture of the MAC Framework / MAC框架的架构　188
Framework Startup / 启动框架　189
Policy Registration / 策略注册　190
Framework Entry-Point Design Considerations /　191
框架入口点设计考量
Policy Entry-Point Considerations / 策略入口点考量　192
Kernel Service Entry-Point Invocation / 内核服务入口点调用　193
Policy Composition / 策略组成　194
Object Labelling / 给对象打标签　195
Label Life Cycle and Memory Management /　196
标签生命周期和存储管理
Label Synchronization / 标签同步　199
Policy-Agnostic Label Management from Userspace /　199
从用户空间进行策略无关的标签管理
5．11 Security Event Auditing / 安全事件审计　200
Audit Events and Records / 审计事件和记录　201
BSM Audit Records and Audit Trails /　202
BSM审计记录和审计跟踪
Kernel-Audit Implementation / 内核审计的实施　203
5．12 Cryptographic Services / 加密服务　206
Cryptographic Framework / 加密框架　206
Random-N

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