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

9 ]6 w$ E2 B. H: Q3 |7 ~8 t7 \作者:田宇出版社:人民邮电出版社出版时间:2018年05月
7 Q6 w9 A6 q- ^0 {! L7 \: q) l0 M
! a+ {6 @* E& i编号：166-Java吧资源免费-X0004【Java吧 java8.com】
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/ i# v9 {2 r& k1 D4 {
( ^% w) ]/ G% Q+ h' |2 w
目录：

+ q( m: e" n% K; W2 m& z
. z8 P+ {2 B' _* |1 @2 P$ O  Z+ i部分　操作系统相关知识介绍及环境搭建
/ X7 R! y5 E. m第　1章 操作系统概述　4
1．1　什么是操作系统　4
1．2　操作系统的组成结构　4
& V0 d+ v: f$ L, b" O1．3　编写操作系统需要的知识　7
! H; x0 H! c: y) J+ v1．4　本书操作系统简介　8
9 W: S& Y: R7 ~1 k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
2．1．1　VMware的安装　9
6 L; A1 L9 G& @, X5 }7 }2．1．2　编译环境CentOS 6　10
2．1．3　Bochs虚拟机　11
2．2　汇编语言　14
4 T+ J3 n* t+ K& i: T3 i. M- r- a2．2．1　AT&T汇编语言格式与Intel汇编语言格式　14
6 K8 |1 l7 @% }9 P2 `$ p4 j2．2．2　NASM编译器　16
4 ^  @, `; A# z- Y5 ?9 G6 P2．2．3　使用汇编语言调用C语言的函数　16
1 ^& b0 `- M0 f; b1 c6 @* h2．3　C语言　19
2．3．1　GNU C内嵌汇编语言　20
2．3．2　GNU C语言对标准C语言的扩展　23
第二部分　初级篇
- B5 v* v- M/ p- C* `! ]" C, M第3章　BootLoader引导启动程序　30
3．1　Boot引导程序　30
3．1．1　BIOS引导原理　31
3．1．2　写一个Boot引导程序　32
. [% y- L1 Z( p6 f3．1．3　创建虚拟软盘镜像文件　36
0 s3 E; E* F: y* Y/ I) x3．1．4　在Bochs上运行我们的Boot程序　38
0 D3 b/ d* Z8 }$ D3．1．5　加载Loader到内存　40
3．1．6　从Boot跳转到Loader程序　52
' ^$ m+ F# o7 c1 Z! x3．2　Loader引导加载程序　54
3．2．1　Loader原理　54
; J: i  t1 U: o6 h3．2．2　写一个Loader程序　55
. `1 \) @" m. d/ t3 c2 a3．2．3　从实模式进入保护模式再到IA-32e模式　65
+ S6 o: F% i2 ~: Q1 N3．2．4　从Loader跳转到内核程序　75
3 g( k  k* T' S5 s& P1 ^2 H第4章　内核层　78
4．1　内核执行头程序　78
5 P2 m4 ?: a: v6 y1 U$ w4 N: `4．1．1　什么是内核执行头程序　78
  K0 j* W5 r% w' `7 v' X4．1．2　写一个内核执行头程序　79
2 S+ S/ D, [, C, @" U$ g4 g9 t! |4．2　内核主程序　83
4．3　屏幕显示　85
8 Q* k# G+ B* l! q7 [4．3．1　在屏幕上显示色彩　86
4．3．2　在屏幕上显示log　88
4．4　系统异常　100
4．4．1　异常的分类　101
' R& y5 n1 Y! K- ^8 }  V+ P4．4．2　系统异常处理（一）　102
& F, Q* L: h0 {) k8 P2 P" T4．4．3　系统异常处理（二）　109
4 u, l8 l3 k+ X) ~4．5　初级内存管理单元　121
4．5．1　获得物理内存信息　121
$ R5 K* \6 r! L1 A% L4．5．2　计算可用物理内存页数　123
5 S9 u* k+ Y4 U* d0 p0 h$ S* t) L4．5．3　分配可用物理内存页　126
" u$ i/ k2 _* L: o4．6　中断处理　142
3 V6 j+ C5 I5 u+ `- c4．6．1　8259A PIC　142
4．6．2　触发中断　148
4．7　键盘驱动　152
+ N: J6 M3 ~) C" A" @4．7．1　简述键盘功能　152
4．7．2　实现键盘中断捕获函数　154
. _' X$ }8 k5 e+ P) J4．8　进程管理　155
4．8．1　简述进程管理模块　155
4．8．2　PCB　156
4．8．3　init进程　163
第5章　应用层　171
5．1　跳转到应用层　171
5．2　实现系统调用API　180
- w+ A3 `4 u9 O. j0 h. s5．3　实现一个系统调用处理函数　185
第三部分　高级篇
/ _' D+ [5 H* c第6章　处理器体系结构　190
! {. g$ F( a+ C# B# V6．1　基础功能与新特性　190
& Y- S. s3 b- e9 }: @: @7 a6．1．1　运行模式　190
6．1．2　通用寄存器　191
6．1．3　CPUID指令　192
6．1．4　标志寄存器EFLAGS　193
; S' C; `3 a7 C6．1．5　控制寄存器　195
6 T) b& _" b& X* g7 ]# Y- Y6．1．6　MSR寄存器组　199
& r* p2 }* @/ A& N. J- u3 R) j6．2　地址空间　199
" d% o! L' h, B& l6．2．1　虚拟地址　200
6．2．2　物理地址　200
! I: @, r( T! K8 b- ~0 Z6．3　实模式　200
% \/ T. `9 @2 D, H* Y" @$ P: {6．3．1　实模式概述　201
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
0 e( O* M" S- v( k6．4．1　保护模式概述　202
6．4．2　保护模式的段管理机制　206
" e% l$ w% m0 S* q+ Z. d2 a: n( h/ n6 }6．4．3　保护模式的中断/异常处理机制　214
: y* ~1 `+ `" x5 }8 L6．4．4　保护模式的页管理机制　217
) U8 w: a1 |5 G, j6 A: l- g' j, ?6．4．5　保护模式的地址转换过程　224
6 T+ B, B7 x; F4 M" O6．5　IA-32e模式　226
6．5．1　IA-32e模式概述　226
6．5．2　IA-32e模式的段管理机制　228
* [+ D, j+ _( n) O  W6．5．3　IA-32e模式的中断/异常处理机制　234
6．5．4　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
第7章　完善BootLoader功能　238
7．1　实模式的寻址瓶颈　238
6 ~+ I( a/ i6 L% a7 j. N7．1．1　错综复杂的1 MB物理地址空间　238
2 d4 s8 M# M0 Y" f1 S$ l7．1．2　突破1 MB物理内存瓶颈　239
7．1．3　实模式下的4 GB线性地址寻址　240
4 I. {$ w/ f! \% }. s7．2　获取物理地址空间信息　240
% X1 I1 `% ^9 {, z/ w7．3　操作系统引导加载阶段的内存空间划分　242
7 O8 ^, O0 Z9 k# x7．4　U盘启动　244
7．4．1　USB-FDD、USB-ZIP和USB-HDD启动模式的简介　244
7．4．2　将Boot引导程序移植到U盘中启动　251
! @  k: o; U$ E% ~5 l7 m6 V+ m7．5　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
  P& G2 z0 G' B; V7．6．3　设置显示模式　279
0 n5 g# M* t. C/ b' U! x第8章　内核主程序　282
2 M, t# D5 G2 V9 `, N" _! k8．1　内核主程序功能概述　282
+ z) H) f4 h7 E; A: l$ M8．2　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
8．5　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
9．1．1　SLAB内存池概述及相关结构体定义　298
% ~9 z4 z' h' ?; Z9 T1 C6 x9．1．2　SLAB内存池的创建与销毁　299
' f3 C& @1 h( {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
/ D0 a9 H1 K/ f6 j: K9 f9．2．2　通用内存的分配函数kmalloc　312
9．2．3　通用内存的回收函数kfree　317
( `( O- i, u0 u$ z6 c. [3 k9．3　调整物理页管理功能　321
9．3．1　内存管理单元结构及相关函数调整　321
9．3．2　调整alloc_pages函数　323
" n* P2 a, \9 E$ O! s9．3．3　创建free_pages函数　327
9．4　页表初始化　330
: }( r, \0 t9 Z8 z! ]) Q* K9．4．1　页表重新初始化　331
% \# b& s& @$ P' C+ r. O1 y+ @( 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
6 H/ l. P- Z; `; L9 E& u0 N10．1　APIC概述　337
5 l$ i# l7 c6 H8 t+ I# k$ @- v! w10．2　Local APIC　338
10．2．1　Local APIC的基础信息　338
3 y* p4 u/ a' j  s0 z+ u0 a, Q10．2．2　Local APIC整体结构及各功能描述　344
: `& l3 j8 ?9 W10．3　I/O APIC　352
10．3．1　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
10．4　中断控制器的模式选择与初始化　358
10．4．1　中断模式　359
, i' |/ m) O+ X( R6 ]10．4．2　Local APIC控制器的初始化　362
10．4．3　I/O APIC控制器的初始化　368
10．5　高级中断处理功能　375
7 ~0 C7 l  h' Y5 F2 I7 X  o" U10．5．1　Linux的中断处理机制概述　375
10．5．2　实现中断上半部处理功能　377
第　11章 设备驱动程序　382
% l- l. |* b4 c# t6 {( F11．1　键盘和鼠标驱动程序　382
11．1．1　键盘和鼠标控制器　382
11．1．2　完善键盘驱动　389
. _  I/ \% R1 O5 g  R2 z" k11．1．3　实现鼠标驱动　398
+ d4 W6 \$ a  c& d11．2　硬盘驱动程序　403
( l, c$ o7 K& v+ @! A' `11．2．1　硬盘设备初探　403
11．2．2　完善硬盘驱动程序　418
第　12章 进程管理　428
% `4 g9 Q7 q. {, q( G12．1　进程管理单元功能概述　428
12．2　多核处理器　429
% L2 b5 |' n! s3 n$ \. O  R12．2．1　超线程技术与多核技术概述　429
: [/ r! l# O' m' ]- k& K12．2．2　多核处理器间的IPI通信机制介绍　434
12．2．3　让我们的系统支持多核　437
12．3　进程调度器　464
12．3．1　Linux进程调度器简介　465
# I$ F9 O8 t8 x9 [/ |12．3．2　墙上时钟与定时器　468
8 E( R8 f* \! H  X  w3 E12．3．3　内核定时器　479
  L9 \* |. ?* e! p- R12．3．4　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
12．4．2　信号量　499
7 ^% s/ E* t6 o( y. t* C  q12．4．3　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
  y1 N- T% S( N6 c7 M12．5．2　完善进程调度器和AP处理器引导程序　508
) i) U" m% L. H2 l0 {( m12．5．3　关于线程　514
  K2 J$ u& b! o! l3 Z8 w4 X* [8 E第　13章 文件系统　516
13．1　文件系统概述　516
# L& j& r5 V& s4 ]- H9 X13．2　解析FAT32文件系统　517
4 T9 Z- ?" S8 K7 C13．2．1　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
13．3．1　Linux VFS简介　552
13．3．2　实现VFS　554
) w, ^' n! ?! I: ^7 w第　14章 系统调用API库　566
- `6 ^1 m. ?7 t: l5 S& L" ]# L14．1　系统调用API结构　566
$ _3 ^' Y" n# o7 `7 W1 O2 Q9 Z14．2　基于POSIX规范实现系统调用API库　567
8 U- F" y0 j: l2 j14．2．1　POSIX规范下的系统调用API简介　567
14．2．2　升级系统调用模块　568
" P; M' B& G, K  i1 X0 B14．2．3　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
14．2．5　内存管理的基础系统调用API实现　618
5 C9 j5 c2 [. P* h4 r* U, L第　15章 Shell命令解析器及命令　626
  \: m1 i. Q' d" N: P15．1　Shell命令解析器　626
, i( f# `9 J" A0 l1 i/ l, V) y0 ]15．1．1　Shell命令解析器概述　626
! w. b' y5 e1 j* u4 p' Y15．1．2　实现Shell命令解析器　627
15．2　基础命令　641 java8.com
. Z3 j* c( x5 Q3 r5 l; N: f15．2．1　重启命令reboot　641
% x* G7 \' l* W% {15．2．2　工作目录切换命令cd　642
15．2．3　目录内容显示命令ls　645
15．2．4　文件查看命令cat　654
15．2．5　程序执行命令exec　655
第　16章 一个彩蛋　665
附录　术语表　676
参考资料　679
+ {$ w- A, L. V5 c

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