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本書由FreeBSD系統(tǒng)的三位引領(lǐng)者撰寫，在上一版基礎(chǔ)上做了大幅更新，涵蓋FreeBSD 5和FreeBSD 11之間的所有重大改進(jìn)，如使用FreeBSD Jail的高度可擴(kuò)展和輕量級虛擬化、使用Xen和Virtio設(shè)備半虛擬化的虛擬機(jī)加速、Capsicum沙箱和GELI加密磁盤保護(hù)以及DTrace內(nèi)核調(diào)試技巧等。全書從接口到內(nèi)核再到硬件逐層深入，詳細(xì)闡述實(shí)現(xiàn)每個重要系統(tǒng)組件——進(jìn)程管理、安全、虛擬內(nèi)存、I/O系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、socket IPC和網(wǎng)絡(luò)等——所使用的概念、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。本書可以作為高等院校操作系統(tǒng)相關(guān)課程的教材或參考書，也可以作為系統(tǒng)開發(fā)人員和管理人員的學(xué)習(xí)指南。

本書遵循早期權(quán)威的、完整的關(guān)于UNIX系統(tǒng)4.3BSD和4.4BSD版本的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的描述，這些UNIX系統(tǒng)是由加州大學(xué)伯克利分校開發(fā)的。自從伯克利在1994年發(fā)布終版本以來，幾個團(tuán)隊(duì)一直在開發(fā)BSD。本書詳細(xì)介紹了FreeBSD，這個系統(tǒng)擁有的開發(fā)人員團(tuán)體且發(fā)行為廣泛。盡管FreeBSD發(fā)行版在其基本系統(tǒng)中包含了近1000個實(shí)用程序，在其ports集合中包含了近25 000個可選實(shí)用程序，但本書幾乎完全集中在內(nèi)核上。
類UNIX系統(tǒng)
類UNIX系統(tǒng)包括：傳統(tǒng)的供應(yīng)商系統(tǒng)，如Solaris和HP-UX；基于Linux的發(fā)行版，如Red Hat、Debian、Suse和Slackware；基于BSD的發(fā)行版，如FreeBSD、NetBSD、OpenBSD和Darwin。它們可以在從智能手機(jī)到的超級計(jì)算機(jī)的各種計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。它們是大多數(shù)多處理器、圖形和向量處理系統(tǒng)選擇的操作系統(tǒng)，并被廣泛用于分時這一初目的。作為Internet上提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（從FTP到WWW）的常用平臺，它們是有史以來開發(fā)的可移植性的操作系統(tǒng)。這種可移植性既歸功于它們的實(shí)現(xiàn)語言C [Kernighan & Ritchie, 1989]（它本身就是一種廣泛移植的語言），又歸功于系統(tǒng)的優(yōu)雅設(shè)計(jì)。
自1969年創(chuàng)始以來[Ritchie & Thompson, 1978]，UNIX系統(tǒng)在幾個分分合合的支流中不斷發(fā)展。初的開發(fā)人員繼續(xù)在AT&T貝爾實(shí)驗(yàn)室開發(fā)第9版和第10版UNIX，以及UNIX第9版的后繼版本。與此同時，AT&T在將UNIX System V與Sun Microsystems的基于BSD的SunOS合并以生產(chǎn)Solaris之前，授權(quán)將UNIX System V作為產(chǎn)品。第9版UNIX、System V和Solaris都受到了加州大學(xué)伯克利分校計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研究小組（CSRG）推出的伯克利軟件發(fā)行版的強(qiáng)烈影響。盡管Linux操作系統(tǒng)是獨(dú)立于其他UNIX變體開發(fā)的，但它實(shí)現(xiàn)了UNIX接口。因此，在其他基于UNIX的平臺上開發(fā)的應(yīng)用程序很容易移植到Linux上運(yùn)行。
伯克利軟件發(fā)行版（BSD）
BSD系統(tǒng)是個基于UNIX系統(tǒng)并引入許多重要功能的發(fā)行版。這些重要功能包括：
按需分頁的虛擬內(nèi)存支持。
硬件、I/O系統(tǒng)的自動配置。
快速、可恢復(fù)的文件系統(tǒng)。
基于套接字的進(jìn)程間通信（IPC）原語。
TCP/IP的相關(guān)實(shí)現(xiàn)。
伯克利發(fā)行版進(jìn)入了許多供應(yīng)商的UNIX系統(tǒng)，并被許多其他供應(yīng)商的開發(fā)團(tuán)隊(duì)在內(nèi)部使用。TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議套件在4.2BSD和4.3BSD中的實(shí)現(xiàn)以及這些系統(tǒng)的應(yīng)用，在推動TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議套件成為世界標(biāo)準(zhǔn)方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。甚至像微軟這樣的非UNIX供應(yīng)商也在自己的Winsock IPC接口中采用了伯克利套接字設(shè)計(jì)。
BSD的發(fā)布對POSIX（IEEE std1003.1）操作系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也有很大的影響。這在一些特性上尤為明顯，如可靠信號、作業(yè)控制、每個進(jìn)程的多個訪問組以及目錄操作的例程，都是從BSD中改編后應(yīng)用于POSIX的。
早期的BSD版本包含UNIX許可證代碼，因此要求接收者擁有AT&T源代碼許可證才能獲得和使用BSD。1988年，伯克利把它的發(fā)行版分為AT&T授權(quán)的和可自由再發(fā)行的代碼�？勺杂稍侔l(fā)行的代碼是單獨(dú)授權(quán)的，任何人都可以獲得、使用和重新分發(fā)。1994年伯克利發(fā)布的后一個可自由再發(fā)行的4.4BSD-Lite2版本包含了幾乎整個內(nèi)核以及所有重要的庫和實(shí)用程序。
NetBSD和FreeBSD兩個小組萌芽于1993年，并開始支持和分發(fā)由伯克利開發(fā)的免費(fèi)可再發(fā)行與構(gòu)建的系統(tǒng)。NetBSD小組強(qiáng)調(diào)可移植性和極簡主義的方法，將系統(tǒng)移植到近60個平臺上，他們決心保持系統(tǒng)的精簡以易于兼容嵌入式應(yīng)用程序。FreeBSD小組強(qiáng)調(diào)限度地支持PC體系結(jié)構(gòu)，推動其系統(tǒng)易于安裝，并向盡可能廣泛的用戶進(jìn)行推廣。
1995年，OpenBSD組從NetBSD組中分離出來，開發(fā)了一個強(qiáng)調(diào)安全性的發(fā)行版。2003年，Dragonfly組從FreeBSD組中分離出來，開發(fā)了一種輕量級的機(jī)制來支持多處理的發(fā)行版。多年來，BSD發(fā)行版之間處于良性競爭狀態(tài)，許多想法和大量代碼之間經(jīng)�；ネㄓ袩o。
本書內(nèi)容
本書介紹FreeBSD 11內(nèi)核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)FreeBSD系統(tǒng)功能所涉及的概念、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，從系統(tǒng)調(diào)用層向下（從接口到內(nèi)核，再到硬件本身）涵蓋FreeBSD的內(nèi)容。該內(nèi)核包括進(jìn)程管理、內(nèi)核安全、虛擬內(nèi)存、I/O系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、套接字IPC機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)等系統(tǒng)模塊。除了與終端接口、系統(tǒng)啟動有關(guān)的內(nèi)容，系統(tǒng)調(diào)用層之上的知識，例如與庫、Shell、命令行、編程語言和其他用戶接口有關(guān)的內(nèi)容都不在本書范圍之內(nèi)。本書沿襲了Organick在編寫Multics操作系統(tǒng)書籍時首次采用的組織結(jié)構(gòu)[Organick, 1975]，是對現(xiàn)代操作系統(tǒng)的深入研究。
在涉及特定硬件時，本書參考了Intel 32位體系結(jié)構(gòu)和類似的AMD 64位體系結(jié)構(gòu)。由于FreeBSD加強(qiáng)了在這些體系結(jié)構(gòu)上的開發(fā)，它們是獲得FreeBSD全面支持的體系結(jié)構(gòu)，因此十分便于參考。
計(jì)算機(jī)專業(yè)人士閱讀指南
FreeBSD被廣泛應(yīng)用于全球許多公司的核心基礎(chǔ)體系結(jié)構(gòu)。由于構(gòu)建過程占用空間較小，它在嵌入式程序中的應(yīng)用場景也越來越多。FreeBSD的授權(quán)條款不要求對發(fā)生變更或功能增強(qiáng)的系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)布，而Linux則要求以源代碼形式提供對內(nèi)核的所有更改和增強(qiáng)。因此，需要控制其知識產(chǎn)權(quán)發(fā)布的公司會使用FreeBSD構(gòu)建產(chǎn)品。
本書主要針對使用FreeBSD系統(tǒng)工作的專業(yè)人員

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