一个64位操作系统的设计与实现 PDF 电子书 X0004

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Java电子书：一个64位操作系统的设计与实现    PDF 电子书 Java吧 java8.com

作者:田宇出版社:人民邮电出版社出版时间:2018年05月

编号：166-Java吧资源免费-X0004【Java吧 java8.com】


, J( h6 \3 I) q9 R( I  X
% u) |0 l4 z6 m% f: A3 [" b: n目录：
8 d5 Z1 W3 {: W/ P2 ]8 K0 X

部分　操作系统相关知识介绍及环境搭建
" j  Z2 l; D$ U6 G- |* ?- D7 N第　1章 操作系统概述　4
1．1　什么是操作系统　4
$ Q1 g& T7 E6 z3 e7 ^  `8 r4 A4 r( s1．2　操作系统的组成结构　4
1．3　编写操作系统需要的知识　7
1．4　本书操作系统简介　8
1 o3 i( b5 `) e! q/ `) |' r( x; c( r  d第　2章 环境搭建及基础知识　9
2．1　虚拟机及开发系统平台介绍　9
$ q0 k$ d' m- \  D; X- E2．1．1　VMware的安装　9
2．1．2　编译环境CentOS 6　10
2．1．3　Bochs虚拟机　11
' t' U6 `: T8 b2．2　汇编语言　14
2．2．1　AT&T汇编语言格式与Intel汇编语言格式　14
2．2．2　NASM编译器　16
2．2．3　使用汇编语言调用C语言的函数　16
2．3　C语言　19
2．3．1　GNU C内嵌汇编语言　20
& n( j( E7 ^( v' K2．3．2　GNU C语言对标准C语言的扩展　23
. R2 ?  ?8 R% Z$ m1 M第二部分　初级篇
" d! G9 E8 R: t7 O7 ?" J0 p- ^+ r* J第3章　BootLoader引导启动程序　30
* h2 l7 K) P0 x" F; t5 A# X3．1　Boot引导程序　30
- K& L# s+ t9 k& w" k4 M3．1．1　BIOS引导原理　31
  l5 @$ ]; @0 \3 e( s9 e' f3．1．2　写一个Boot引导程序　32
3．1．3　创建虚拟软盘镜像文件　36
3．1．4　在Bochs上运行我们的Boot程序　38
) t; }1 X1 T7 q3．1．5　加载Loader到内存　40
3．1．6　从Boot跳转到Loader程序　52
3．2　Loader引导加载程序　54
3．2．1　Loader原理　54
/ n9 }+ T- I7 `6 ?) ^& I3．2．2　写一个Loader程序　55
4 ?* P% }5 u: Y1 s5 N3．2．3　从实模式进入保护模式再到IA-32e模式　65
3．2．4　从Loader跳转到内核程序　75
! E% `7 H0 e2 Y2 q; i: O; I, c9 N第4章　内核层　78
, v3 g( d) w- k0 {. x4．1　内核执行头程序　78
4．1．1　什么是内核执行头程序　78
  ?6 y* U/ ^+ o; c8 W: `# p4．1．2　写一个内核执行头程序　79
4．2　内核主程序　83
( m* d) b! e& q4 t" r, W4．3　屏幕显示　85
% Z5 S& _4 H1 e6 H9 k- w8 z7 D4．3．1　在屏幕上显示色彩　86
& o1 q8 l% v6 ~& {4．3．2　在屏幕上显示log　88
( P6 s% L: _% x4．4　系统异常　100
+ k) l1 v& q0 _0 l4 d3 S4．4．1　异常的分类　101
4．4．2　系统异常处理（一）　102
4．4．3　系统异常处理（二）　109
4．5　初级内存管理单元　121
7 L. A  Q' [' |' T# n! Q# S4 v4．5．1　获得物理内存信息　121
1 c4 h% k  |6 B! R4．5．2　计算可用物理内存页数　123
* ], L# i/ [0 |$ q- ^4．5．3　分配可用物理内存页　126
4．6　中断处理　142
, ]5 O& t3 B. d9 q1 c& M4．6．1　8259A PIC　142
) `1 ]- n1 T* m" G% Q5 O7 W4．6．2　触发中断　148
4．7　键盘驱动　152
4．7．1　简述键盘功能　152
6 _- G8 Q: P; o; s! J( s. ?7 c8 b4．7．2　实现键盘中断捕获函数　154
4．8　进程管理　155
4．8．1　简述进程管理模块　155
; `6 Y' z7 t' M( O4．8．2　PCB　156
4．8．3　init进程　163
8 @' i" g9 t0 ^第5章　应用层　171
' E. M% b* F0 \4 D- L) R4 \5．1　跳转到应用层　171
5．2　实现系统调用API　180
5．3　实现一个系统调用处理函数　185
, @; z. V& c* u* A& k第三部分　高级篇
/ L& Y+ u/ R2 s' i; J/ q9 d第6章　处理器体系结构　190
1 S2 H/ b0 E/ X( X$ d; M/ J9 d4 I& ?6．1　基础功能与新特性　190
6．1．1　运行模式　190
* h7 `) R$ w' d8 f# n9 I; a6．1．2　通用寄存器　191
3 p' ?% c* n4 L8 x6．1．3　CPUID指令　192
& a1 T5 b6 p3 Q* Z  z" d4 @6．1．4　标志寄存器EFLAGS　193
6．1．5　控制寄存器　195
6．1．6　MSR寄存器组　199
/ l' P4 ~1 h/ J& _  ]6．2　地址空间　199
6．2．1　虚拟地址　200
6．2．2　物理地址　200
! N' ?/ |4 h6 m- @# ]6．3　实模式　200
6．3．1　实模式概述　201
! p& M9 w. B5 c0 `) z1 C# [6．3．2　实模式的段寻址方式　201
6．3．3　实模式的中断向量表　201
6．4　保护模式　202
2 }, l* a; D/ ]* [6．4．1　保护模式概述　202
6．4．2　保护模式的段管理机制　206
6．4．3　保护模式的中断/异常处理机制　214
6．4．4　保护模式的页管理机制　217
6．4．5　保护模式的地址转换过程　224
6．5　IA-32e模式　226
6．5．1　IA-32e模式概述　226
: L8 c# I; {5 m6．5．2　IA-32e模式的段管理机制　228
, R7 }* t- j/ l+ T6．5．3　IA-32e模式的中断/异常处理机制　234
# [9 l3 O# R$ i1 R6．5．4　IA-32e模式的页管理机制　234
6．5．5　IA-32e模式的地址转换过程　237
4 \% v! C2 M- n1 O! P第7章　完善BootLoader功能　238
3 I5 R; Q. s' i) |0 e# C9 u' L; S7．1　实模式的寻址瓶颈　238
7．1．1　错综复杂的1 MB物理地址空间　238
7．1．2　突破1 MB物理内存瓶颈　239
. ]9 _( Y: \  D* r, N: c1 s7．1．3　实模式下的4 GB线性地址寻址　240
# V/ x8 e& `3 h# H' i8 \7．2　获取物理地址空间信息　240
; h) b4 {+ f' y! _( p7．3　操作系统引导加载阶段的内存空间划分　242
9 g- U: m; y+ ?+ L1 w  \) Y7．4　U盘启动　244
$ \9 y: [, |) ~: z* e4 }* s2 n7．4．1　USB-FDD、USB-ZIP和USB-HDD启动模式的简介　244
, v$ h& Q! r. O% h# E7 L7．4．2　将Boot引导程序移植到U盘中启动　251
5 J9 c3 q( e  U8 Q5 j7．5　在物理平台上启动操作系统　255
7．6　细说VBE功能的实现　261
7．6．1　VBE规范概述　261
7．6．2　获取物理平台的VBE相关信息　272
+ M$ ^6 K9 s' j! Z7．6．3　设置显示模式　279
第8章　内核主程序　282
) j( K4 P2 ~# B2 D$ w' ?9 x8．1　内核主程序功能概述　282
8．2　操作系统的Makefile编译脚本　282
8．3　操作系统的kernel．lds链接脚本　286
8．4　操作系统的线性地址空间划分　289
4 Z6 v4 |* c! ~% ?  G8．5　获得处理器的固件信息　290
第9章　高级内存管理单元　297
9．1　SLAB内存池　297
; |1 K" U2 v8 J9．1．1　SLAB内存池概述及相关结构体定义　298
& C( y8 b0 p% T8 h" u: a9．1．2　SLAB内存池的创建与销毁　299
9．1．3　SLAB内存池中对象的分配与回收　302
9．2　基于SLAB内存池技术的通用内存管理单元　308
9．2．1　通用内存管理单元的初始化函数slab_init　308
2 I  H- {- a3 k2 u$ Q& t. _  ]9．2．2　通用内存的分配函数kmalloc　312
4 k: e8 B9 u) t2 y9．2．3　通用内存的回收函数kfree　317
9．3　调整物理页管理功能　321
8 m9 Y% v6 z/ L: @9．3．1　内存管理单元结构及相关函数调整　321
2 Z) S! [: r& |. o9 u2 r; Q0 I; G9．3．2　调整alloc_pages函数　323
' Q5 I4 D% s1 [  |; k3 o9．3．3　创建free_pages函数　327
% l$ T) V4 H/ o- f1 ]0 D' J; l2 U  ]7 O9．4　页表初始化　330
9．4．1　页表重新初始化　331
; ^- ^* @8 j& a9 R7 D4 d9．4．2　VBE帧缓存区地址重映射　334
第　10章 高级中断处理单元　337
" k5 K7 ]) Z: d  C/ o10．1　APIC概述　337
10．2　Local APIC　338
. D2 f, I0 ^, I; F0 P10．2．1　Local APIC的基础信息　338
10．2．2　Local APIC整体结构及各功能描述　344
: D  e, R- t' _10．3　I/O APIC　352
+ a8 y/ d" b0 d; F2 S8 g10．3．1　I/O APIC控制器的基础信息　353
10．3．2　I/O APIC整体结构及各引脚功能　356
* }( E4 ^$ j$ g) c& [( X. S10．4　中断控制器的模式选择与初始化　358
/ k' f! {* M' B( s10．4．1　中断模式　359
; B  R7 a# x- r0 B10．4．2　Local APIC控制器的初始化　362
, v/ W6 P. m. |) P10．4．3　I/O APIC控制器的初始化　368
8 O- r9 v9 n- P* m/ D9 Q7 z10．5　高级中断处理功能　375
10．5．1　Linux的中断处理机制概述　375
9 `: K( ]- \( q4 S& i) V3 L8 m7 h10．5．2　实现中断上半部处理功能　377
9 ]8 _1 y  ^7 I! k第　11章 设备驱动程序　382
11．1　键盘和鼠标驱动程序　382
5 M" b& E+ ~* q, [11．1．1　键盘和鼠标控制器　382
1 ~8 t" b0 \) s0 d# J5 k. U$ Y11．1．2　完善键盘驱动　389
11．1．3　实现鼠标驱动　398
11．2　硬盘驱动程序　403
! `  g6 |+ F, O3 @# H11．2．1　硬盘设备初探　403
) d; v* ^3 d3 Q; v& r11．2．2　完善硬盘驱动程序　418
7 s4 J8 p- ^7 D$ S( P" A第　12章 进程管理　428
12．1　进程管理单元功能概述　428
( B- }- e- g' x/ p5 j6 `; Z12．2　多核处理器　429
1 T3 }* C9 c; @5 Z9 W9 O& ]12．2．1　超线程技术与多核技术概述　429
12．2．2　多核处理器间的IPI通信机制介绍　434
# }/ g+ G/ c+ m. V3 |# F12．2．3　让我们的系统支持多核　437
% k% x! {" @3 ^. p12．3　进程调度器　464
12．3．1　Linux进程调度器简介　465
12．3．2　墙上时钟与定时器　468
& u. V% V5 h5 P/ v' u: R12．3．3　内核定时器　479
12．3．4　实现进程调度功能　486
12．4　内核同步方法　498
12．4．1　原子变量　498
0 ^! Z2 D& x9 N* H: |12．4．2　信号量　499
! E6 Q0 @3 B: L, d) L12．4．3　完善自旋锁　501
12．5　完善进程管理单元　503
12．5．1　完善PCB与处理器运行环境　503
12．5．2　完善进程调度器和AP处理器引导程序　508
5 p) b# S4 U& m  r  z6 K9 c12．5．3　关于线程　514
第　13章 文件系统　516
13．1　文件系统概述　516
13．2　解析FAT32文件系统　517
  k/ j7 ?' O* G/ [6 |13．2．1　FAT32文件系统简介　517
13．2．2　通过实例深入解析FAT32文件系统　523
13．2．3　实现基于路径名的文件系统检索功能　532
13．3　虚拟文件系统　552
: ^( x" ]% t$ E# y, b6 f13．3．1　Linux VFS简介　552
6 v5 a6 F0 U  [  N; W13．3．2　实现VFS　554
第　14章 系统调用API库　566
14．1　系统调用API结构　566
: ~7 n5 ^5 ~% I+ c6 `, h14．2　基于POSIX规范实现系统调用API库　567
0 O( A7 g" i$ q( B2 \' W: Z; E14．2．1　POSIX规范下的系统调用API简介　567
3 A' z" M: b$ I2 B- d14．2．2　升级系统调用模块　568
3 @, H6 y1 b! C# A" l14．2．3　基础文件操作的系统调用API实现　574
14．2．4　进程创建的系统调用API实现　599
2 K+ @) j9 s, o# q! q! a8 O14．2．5　内存管理的基础系统调用API实现　618
第　15章 Shell命令解析器及命令　626
15．1　Shell命令解析器　626
15．1．1　Shell命令解析器概述　626
( i. ^7 Q. @5 q  h. ~) w+ l, H+ M& C15．1．2　实现Shell命令解析器　627
+ g) v7 T8 ^$ |0 {) {" w7 w% |15．2　基础命令　641 java8.com
15．2．1　重启命令reboot　641
; g3 N2 M& U" q4 D6 J15．2．2　工作目录切换命令cd　642
15．2．3　目录内容显示命令ls　645
8 {7 r. z* @3 C3 |1 I, `# G15．2．4　文件查看命令cat　654
* N; A7 d) y5 t4 v9 o' n9 K+ G) n15．2．5　程序执行命令exec　655
$ W1 s7 {: w/ R+ ^0 D& t. [( \/ I第　16章 一个彩蛋　665
附录　术语表　676
参考资料　679
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