Apple Training Series_ Mac OS X Support – Kevin M. White

作者:[美国]莱文出版社:清华大学出版社原作名:MacOSXandiOSInternals：TotheApple’sCore:/出版年:2014-3-1页数:713定价:108.00装帧:平装ISBN:9787302348672

内容简介

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第Ⅰ部分 高级用户指南 第1章 达尔文主义：OS X的进化史 3 1.1 前达尔文时代：Mac OS Classic 3 1.2 浪子回头：NeXTSTEP 4 1.3 走进新时代：OS X操作系统 4 1.4 迄今为止的所有OS X版本 5 1.4.1 10.0——Cheetah，初出茅庐 5 1.4.2 10.1——Puma，更强大 5 1.4.3 10.2——Jaguar，渐入佳境 6 1.4.4 10.3——Panther和Safari 6 1.4.5 10.4——Tiger，转投Intel的 怀抱 6 1.4.6 10.5——Leopard和UNIX 6 1.4.7 10.6——Snow Leopard 7 1.4.8 10.7——Lion 7 1.4.9 10.8——Mountain Lion 8 1.5 iOS——走向移动平台的 OS X 9 1.5.1 1.x——Heavenly， 第一代iPhone 9 1.5.2 2.x——App Store、3G和 企业级的特性 10 1.5.3 3.x——告别第一代， 迎来iPad 10 1.5.4 4.x——iPhone 4、Apple TV和 iPad 2 10 1.5.5 5.x——iPhone 4S和 更新的硬件 11 1.5.6 iOS和OS X对比 11 1.6 OS X的未来 13 1.7 本章小结 14 参考文献 15 第2章 合众为一：OS X和iOS的架构 17 2.1 OS X架构概述 17 2.2 用户体验层 19 2.2.1 Aqua 19 2.2.2 QuickLook 20 2.2.3　Spotlight 21 2.3　Darwin——UNIX核心 22 2.3.1　Shell 22 2.3.2　文件系统 23 2.4 UNIX的系统目录 23 2.4.1 OS X特有的目录 24 2.4.2 iOS文件系统的区别 25 2.5 bundle 25 2.6 应用程序和app 26 2.6.1 Info.plist 27 2.6.2 Resources目录 29 2.6.3 NIB文件 29 2.6.4 通过.lproj文件实现国际化 30 2.6.5 图标文件(.icns) 30 2.6.6 CodeResources 30 2.7 框架 33 2.7.1 框架bundle格式 33 2.7.2 OS X和iOS公共框架列表 35 2.8 库 41 2.9 其他应用程序类型 43 2.9.1 Java(仅限于OS X) 43 2.9.2 Widget 43 2.9.3 BSD/Mach原生程序 44 2.10 系统调用 44 2.10.1 POSIX 44 2.10.2 Mach系统调用 45 2.11 XNU概述 47 2.11.1 Mach 47 2.11.2 BSD层 48 2.11.3 libkern 48 2.11.4 I/O Kit 48 2.12 本章小结 48 参考文献 49 第3章 站在巨人的肩膀上：OS X和 iOS使用的技术 51 3.1 BSD相关的特性 51 3.1.1 sysctl 51 3.1.2 kqueue 53 3.1.3 审计(OS X) 54 3.1.4 强制访问控制 57 3.2 OS X和iOS特有的技术 60 3.2.1 用户和组的管理(OS X) 60 3.2.2 系统配置 62 3.2.3 记录日志 64 3.2.4 Apple事件和AppleScript 66 3.2.5 FSEvents 68 3.2.6 通知 73 3.2.7 其他重要的API 73 3.3 OS X和iOS的安全机制 73 3.3.1 代码签名 74 3.3.2 隔离机制(沙盒化) 75 3.3.3 Entitlement：更严格的沙盒 77 3.3.4 沙盒机制的实施 82 3.4 本章小结 83 参考文献 84 第4章 庖丁解进程：Mach-O格式、 进程以及线程内幕 85 4.1 关键概念回顾 85 4.1.1 进程和线程 85 4.1.2 进程生命周期 86 4.1.3 UNIX信号 89 4.2 可执行文件 91 4.3 通用二进制格式 92 4.3.1 Mach-O二进制格式 95 4.3.2 加载命令 98 4.4 动态库 104 4.4.1 启动时库的加载 105 4.4.2 库的运行时加载 113 4.4.3 dyld的特性 115 4.5 进程地址空间 120 4.5.1 进程入口点 120 4.5.2 地址空间布局随机化 121 4.5.3 32位地址空间(Intel) 122 4.5.4 64位地址空间 123 4.5.5 32位地址空间(iOS) 123 4.6 进程内存分配(用户态) 128 4.6.1 alloca() 128 4.6.2 堆分配 128 4.6.3 虚拟内存——系统 管理员的角度 130 4.7 线程 132 参考文献 134 第5章 进程跟踪和调试 135 5.1 DTrace 135 5.1.1 D语言 135 5.1.2 dtruss 138 5.1.3 DTrace工作原理 139 5.2 其他剖析机制 142 5.2.1 CHUD的衰落 142 5.2.2 继任者AppleProfileFamily 142 5.3 进程信息 143 5.3.1 sysctl 143 5.3.2 proc_info 144 5.4 进程和系统快照 146 5.4.1 system_profiler(8) 146 5.4.2 sysdiagnose(1) 146 5.4.3 allmemory(1) 147 5.4.4 stackshot(1) 148 5.4.5 stack_snapshot系统调用 149 5.5 kdebug 152 5.5.1 基于kdebug的工具 152 5.5.2 kdebug代码 152 5.5.3 写入kdebug消息 154 5.5.4 读取kdebug消息 155 5.6 应用程序崩溃 156 5.6.1 应用程序挂起和采样 159 5.6.2 内存破坏的bug 160 5.7 内存泄漏 161 5.7.1 heap(1) 162 5.7.2 leaks(1) 162 5.7.3 malloc_history(1) 163 5.8 标准UNIX工具 163 5.8.1 通过ps(1)列出进程列表 164 5.8.2 top(1)：系统全局视图 164 5.8.3 通过lsof(1)和fuser(1) 进行文件诊断 165 5.9 使用GDB 165 5.9.1 GDB的Darwin扩展 166 5.9.2 GDB用于iOS 166 5.9.3 LLDB 166 5.10 本章小结 167 参考文献和深入阅读 167 第6章 引导过程：EFI和iBoot 169 6.1 传统形式的引导 169 6.2 揭秘EFI 171 6.2.1 EFI的基本概念 171 6.2.2 EFI服务 173 6.2.3 NVRAM变量 177 6.3 OS X和boot.efi 178 6.3.1 boot.efi的执行流程 179 6.3.2 引导内核 185 6.3.3 内核对EFI的回调 187 6.3.4 Lion中boot.efi的变化 187 6.3.5 Boot Camp 187 6.3.6 bless(8) 188 6.4 iOS和iBoot 192 6.4.1 初期：引导ROM 193 6.4.2 普通引导 194 6.4.3 恢复模式引导 195 6.4.4 设备固件更新(DFU)模式 195 6.4.5 降级和回放攻击 196 6.5 安装镜像 196 6.5.1 OS X安装过程 196 6.5.2 iOS文件系统镜像 (.ipsw文件) 201 6.6 本章小结 206 参考文献和深入阅读 206 第7章 贯穿始终——launchd 207 7.1 launchd 207 7.1.1 启动launchd 207 7.1.2 系统范围和用户范围的 launchd 208 7.1.3 守护程序和代理程序 208 7.1.4 多面手launchd 209 7.2 LaunchDaemon列表 220 7.3 GUI shell程序 224 7.3.1 Finder(OS X) 224 7.3.2 SpringBoard(iOS) 225 7.4 XPC(Lion和iOS) 230 7.5 本章小结 234 参考文献和深入阅读 235 第Ⅱ部分 内核 第8章 内核架构 239 8.1 内核基础知识 239 8.2 用户态和内核态 243 8.2.1 Intel架构——ring 243 8.2.2 ARM架构——CPSR 244 8.3 内核态/用户态转换机制 245 8.3.1 Intel上的陷阱处理程序 246 8.3.2 自愿的内核转换 254 8.4 系统调用的处理 259 8.4.1 POSIX/BSD系统调用 260 8.4.2 Mach陷阱 263 8.4.3 机器相关的调用 267 8.4.4 诊断调用 268 8.5 XNU和硬件抽象 270 8.6 本章小结 272 参考文献 272 第9章 由生到死——内核引导和 内核崩溃 273 9.1 XNU源代码 273 9.1.1 获得源代码 273 9.1.2 make XNU 274 9.1.3 一个内核，多种架构支持 276 9.1.4 XNU源代码树 278 9.2 引导XNU 281 9.2.1 引导过程概览 281 9.2.2 OS X：vstart 282 9.2.3 iOS：start 283 9.2.4 [i386|arm]_init 283 9.2.5 i386_init_slave() 285 9.2.6 machine_startup 285 9.2.7 kernel_bootstrap 286 9.2.8 kernel_bootstrap_thread 289 9.2.9 bsd_init 291 9.2.10 bsdinit_task 296 9.2.11 睡眠和唤醒 299 9.3 引导参数 300 9.4 内核调试 302 9.4.1 “不要害怕”—— 避免panic 303 9.4.2 panic的实现 304 9.4.3 panic报告 306 9.5 本章小结 310 参考文献 310 第10章 Mach原语：一切以消息为 媒介 311 10.1 Mach概述 311 10.1.1 Mach设计原则 312 10.1.2 Mach设计目标 313 10.2 Mach消息 313 10.2.1 简单消息 313 10.2.2 复杂消息 314 10.2.3 发送消息 315 10.2.4 端口 316 10.2.5 Mach接口生成器(MIG) 318 10.3 深入IPC 323 10.4 同步原语 326 10.4.1 锁组对象 326 10.4.2 互斥体对象 327 10.4.3 读写锁对象 328 10.4.4 自旋锁对象 329 10.4.5 信号量对象 329 10.4.6 锁集对象 331 10.5 机器原语 332 10.5.1 主机对象 332 10.5.2 时钟对象 341 10.5.3 处理器对象 343 10.5.4 处理器集对象 346 10.6 本章小结 350 参考文献 350 第11章 刹那之间——Mach调度 351 11.1 调度原语 351 11.1.1 线程 351 11.1.2 任务 356 11.1.3 任务和线程相关的API 360 11.1.4 任务相关的API 361 11.1.5 线程相关的API 365 11.2 调度 369 11.2.1 概述 369 11.2.2 优先级 370 11.2.3 运行队列 373 11.3 Mach调度器的独特特性 376 11.3.1 控制权转交 376 11.3.2 续体 376 11.3.3 抢占模式 378 11.3.4 异步软件陷阱(AST) 383 11.3.5 调度算法 386 11.4 定时器中断 389 11.4.1 中断驱动的调度 389 11.4.2 XNU中的定时器 中断处理 390 11.5 异常 394 11.5.1 Mach异常模型 394 11.5.2 实现细节 395 11.6 本章小结 403 参考文献 403 第12章 Mach虚拟内存 405 12.1 虚拟内存架构 405 12.1.1 虚拟内存全貌 405 12.1.2 虚拟内存概述 406 12.1.3 用户态视角 410 12.2 物理内存管理 419 12.2.1 pmap的API 420 12.2.2 API在Intel架构上的 实现示例 421 12.3 Mach Zone 423 12.3.1 Mach Zone的结构 424 12.3.2 引导期间的zone设置 426 12.3.3 zone垃圾回收 427 12.3.4 zone调试 428 12.4 内核内存分配器 429 12.4.1 kernel_memory_ allocate() 429 12.4.2 kmem_alloc()系列函数 431 12.4.3 kalloc 432 12.4.4 OSMalloc 433 12.5 Mach分页器 434 12.5.1 Mach分页器接口 435 12.5.2 Universal Page List 438 12.5.3 分页器类型 440 12.6 分页策略管理 447 12.6.1 Pageout守护程序 448 12.6.2 处理页错误 450 12.6.3 dynamic_pager(8) (OS X) 451 12.7 本章小结 452 参考文献 452 第13章 BSD层 453 13.1 BSD简介 453 13.1.1 一统天下 454 13.1.2 POSIX标准中的内容 454 13.1.3 实现BSD 455 13.1.4 XNU不是完整的BSD 455 13.2 进程和线程 455 13.2.1 BSD进程结构 456 13.2.2 进程列表和进程组 458 13.2.3 线程 459 13.2.4 对应到Mach 461 13.3 进程创建 463 13.3.1 用户态的角度 463 13.3.2 内核态的角度 464 13.3.3 加载和执行二进制文件 467 13.3.4 Mach-O二进制文件 472 13.4 进程控制和跟踪 475 13.4.1 ptrace (#26) 475 13.4.2 proc_info (#336) 476 13.4.3 策略 476 13.4.4 进程挂起和恢复 477 13.5 信号 478 13.5.1 UNIX异常处理程序 478 13.5.2 硬件产生的信号 483 13.5.3 软件产生的信号 484 13.5.4 受害者的信号处理 484 13.6 本章小结 485 参考文献 485 第14章 有新有旧：BSD高级功能 487 14.1 内存管理 487 14.1.1 POSIX内存和页面 管理系统调用 487 14.1.2 BSD内部的内存函数 489 14.1.3 内存压力 492 14.1.4 Jetsam(iOS) 493 14.1.5 内核地址空间布局 随机化 495 14.2 工作队列 496 14.3 换个角度看BSD层 499 14.3.1 sysctl 499 14.3.2 kqueue 501 14.3.3 审计(OS X) 503 14.3.4 强制访问控制(MAC) 504 14.4 苹果的策略模块 506 14.5 本章小结 509 参考文献 509 第15章 文件系统和虚拟文件 系统交换 511 15.1 磁盘设备和分区 511 15.2 通用文件系统的概念 522 15.2.1 文件 522 15.2.2 扩展属性 522 15.2.3 权限 522 15.2.4 时间戳 522 15.2.5 快捷方式和连接 523 15.3 苹果生态圈中的文件系统 524 15.3.1 苹果原生的文件系统 524 15.3.2 DOS/Windows文件系统 524 15.3.3 CD/DVD文件系统 525 15.3.4 基于网络的文件系统 526 15.3.5 伪文件系统 528 15.4 挂载文件系统(仅限于OS X) 531 15.4.1 automount 531 15.4.2 磁盘仲裁 531 15.5 磁盘镜像文件 533 15.5.1 原始DMG文件 533 15.5.2 从磁盘镜像引导(Lion) 534 15.6 虚拟文件系统交换 534 15.6.1 文件系统条目 535 15.6.2 挂载条目 535 15.6.3 vnode对象 538 15.7 FUSE——用户空间的 文件系统 541 15.8 进程的文件I/O操作 543 15.9 本章小结 547 参考文献和深入阅读 547 第16章 基于B树的HFS+文件系统 549 16.1 HFS+文件系统概念 549 16.1.1 时间戳 549 16.1.2 访问控制表 550 16.1.3 扩展属性 550 16.1.4 fork 552 16.1.5 压缩 553 16.1.6 Unicode支持 558 16.1.7 Finder集成 558 16.1.8 大小写敏感(HFSX) 559 16.1.9 日志 560 16.1.10 动态大小调节 561 16.1.11 元数据区域 561 16.1.12 热文件 562 16.1.13 动态碎片整理 562 16.2 HFS+的设计概念 564 16.3 组件 570 16.3.1 HFS+宗卷头 571 16.3.2 编录文件 572 16.3.3 extent溢出文件 579 16.3.4 属性B树 579 16.3.5 热文件B树 580 16.3.6 分配文件 581 16.3.7 HFS日志 581 16.4 VFS和内核的整合 584 16.4.1 fsctl(2)的整合 584 16.4.2 sysctl(2)的整合 585 16.4.3 文件系统状态通知 585 16.5 本章小结 586 参考文献 586 第17章 遵守协议：网络协议栈 587 17.1 用户态接口回顾 588 17.1.1 UNIX Domain套接字 589 17.1.2 IPv4网络协议 589 17.1.3 路由套接字 590 17.1.4 网络驱动程序套接字 590 17.1.5 IPSec Key Management 套接字 592 17.1.6 IPv6网络协议 592 17.1.7 系统套接字 593 17.2 套接字和协议统计信息 595 17.3 第5层：套接字 597 17.3.1 套接字描述符 597 17.3.2 mbuf 598 17.3.3 内核态中的套接字 603 17.4 第4层：传输层协议 604 17.4.1 域和protosw 605 17.4.2 初始化域 609 17.5 第3层：网络层协议 610 17.6 第2层：网络接口层 613 17.6.1 OS X和iOS中的 网络接口 613 17.6.2 数据链路接口层 614 17.6.3 ifnet结构体 614 17.6.4 案例研究：utun 616 17.7 整合所有层：网络协议栈 620 17.7.1 接收数据 620 17.7.2 发送数据 623 17.8 数据包过滤 626 17.8.1 套接字过滤器 627 17.8.2 ipfw(8) 628 17.8.3 PF包过滤器(Lion和iOS) 629 17.8.4 IP过滤器 630 17.8.5 接口过滤器 632 17.8.6 伯克利数据包过滤器 633 17.9 流量整形和QoS 637 17.9.1 综合服务模型 637 17.9.2 区分服务模型 637 17.9.3 实现dummynet 638 17.9.4 在用户态控制参数 638 17.10 本章小结 639 参考文献和深入阅读 639 第18章 内核扩展模块 641 18.1 扩展内核的功能 641 18.2 内核扩展(kext) 643 18.2.1 kext结构 645 18.2.2 kext安全需求 647 18.2.3 内核扩展的相关操作 647 18.2.4 kernelcache 647 18.2.5 multi-kext 651 18.2.6 从程序员的视角看kext 651 18.2.7 kext的内核支持 652 18.3 本章小结 661 参考文献 662 第19章 驱动力——I/O Kit驱动 程序框架 663 19.1 I/O Kit简介 664 19.1.1 设备驱动程序的 编程约束 664 19.1.2 I/O Kit是什么 664 19.1.3 I/O Kit不是什么 666 19.2 libkern：I/O Kit的基类 667 19.2.1 OSObject 668 19.2.2 OSMetaClass 668 19.3 I/O Registry 669 19.3.1 IORegistryEntry 671 19.3.2 IOService 671 19.4 用户态的I/O Kit 671 19.4.1 访问I/O Registry 672 19.4.2 获得/设置驱动程序属性 674 19.4.3 即插即用(通知端口) 675 19.4.4 I/O Kit电源管理 676 19.4.5 其他I/O Kit子系统 677 19.4.6 I/O Kit诊断 678 19.5 I/O Kit内核驱动程序 680 19.5.1 驱动程序匹配 680 19.5.2 I/O Kit族 682 19.5.3 I/O Kit驱动程序模型 685 19.5.4 IOWorkLoop 687 19.5.5 中断处理 689 19.5.6 I/O Kit内存管理 691 19.6 整合BSD 693 19.7 本章小结 694 参考文献和深入阅读 695 附录A 了解机器架构 697 · · · · · · (收起)

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