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
" o' T+ f. H% C. A* _
$ j! M( N2 Q2 U$ h作者:田宇出版社:人民邮电出版社出版时间:2018年05月
) O1 w; v+ d7 `! N8 A4 c; |" C
0 q: [8 [5 V! W& K. Y) p5 o4 {# ?编号：166-Java吧资源免费-X0004【Java吧 java8.com】

( L1 W5 v: Y2 l; `
1 u4 D4 m2 P) i8 Q+ P$ o+ K
目录：
8 I2 b9 B, S0 r+ o

- C( y* C6 C( z' g部分　操作系统相关知识介绍及环境搭建
! p0 p/ V- `# y1 I! Y第　1章 操作系统概述　4
7 @. ^- D" X1 D1．1　什么是操作系统　4
* ^) c3 }4 D# K& z1．2　操作系统的组成结构　4
$ Q* P( v; S+ j9 D& o* t* d1．3　编写操作系统需要的知识　7
+ m: K: t( j2 p" e) U1．4　本书操作系统简介　8
' i) I  r8 W% w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
; ~6 u/ K9 I, I6 U# v$ S2 ^0 \2．1．1　VMware的安装　9
, Q$ Q7 U; _7 b3 L! G# v0 t; i6 M0 r# u2．1．2　编译环境CentOS 6　10
4 Q  A- h3 B/ V" Z$ K2．1．3　Bochs虚拟机　11
4 {2 `6 F" h8 a2．2　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
9 c- Y  `! B7 R/ _) Y; S2．2．3　使用汇编语言调用C语言的函数　16
8 Q: Q1 l" B; c0 c2．3　C语言　19
2．3．1　GNU C内嵌汇编语言　20
# s% u  x5 r8 s2 v- M: p2．3．2　GNU C语言对标准C语言的扩展　23
& X9 c! ]2 L9 A+ r% [+ _% F4 h第二部分　初级篇
第3章　BootLoader引导启动程序　30
0 f& O' |7 ^) ~3．1　Boot引导程序　30
0 F6 k5 ^2 [2 U9 T3．1．1　BIOS引导原理　31
3．1．2　写一个Boot引导程序　32
3．1．3　创建虚拟软盘镜像文件　36
, _: d5 N+ j& v% {7 J' Q" U3．1．4　在Bochs上运行我们的Boot程序　38
* \% U! C. c, |4 h9 V7 c9 d3．1．5　加载Loader到内存　40
; f" T7 P2 J  F# `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
3．2．2　写一个Loader程序　55
3．2．3　从实模式进入保护模式再到IA-32e模式　65
* ]# X$ y2 I1 V# v5 _5 K+ }3．2．4　从Loader跳转到内核程序　75
第4章　内核层　78
2 {; t1 ?0 T1 W8 ~+ w4．1　内核执行头程序　78
4．1．1　什么是内核执行头程序　78
4．1．2　写一个内核执行头程序　79
. t8 v- @& d; _# v5 q, J8 a0 O3 E4．2　内核主程序　83
% m& h  }& k! m0 F5 ]: R4 Q4．3　屏幕显示　85
4．3．1　在屏幕上显示色彩　86
4．3．2　在屏幕上显示log　88
" G# X% j+ \8 u2 d8 c  D  \7 f4．4　系统异常　100
* x, A- Z; v2 U5 X4．4．1　异常的分类　101
$ n0 `% u/ N- C' o+ `6 Q0 m4．4．2　系统异常处理（一）　102
4．4．3　系统异常处理（二）　109
* ^# U8 g2 t2 Q5 p4．5　初级内存管理单元　121
& g0 A  N" C7 t% v- G4．5．1　获得物理内存信息　121
) Q. y  o) k3 s7 Z0 H' ?& b$ V4 C/ r' u' w4．5．2　计算可用物理内存页数　123
3 g8 X% y! U* D9 |9 z4．5．3　分配可用物理内存页　126
4．6　中断处理　142
4．6．1　8259A PIC　142
* u' x2 r  e; c; g4．6．2　触发中断　148
4．7　键盘驱动　152
+ g- j& W9 N( ?. M  i0 b9 M4．7．1　简述键盘功能　152
/ L$ t7 j. [4 n+ x$ R8 C2 R( h4．7．2　实现键盘中断捕获函数　154
5 b& c3 C6 _4 _3 y. j* |4．8　进程管理　155
4．8．1　简述进程管理模块　155
4 C  W$ O$ d- b% \4．8．2　PCB　156
  ]* h- Q2 w- g) \4．8．3　init进程　163
  b: Y6 \- a! q& y2 u" @1 d: c第5章　应用层　171
5．1　跳转到应用层　171
/ i1 ?1 d, ?3 _7 E5．2　实现系统调用API　180
5．3　实现一个系统调用处理函数　185
" m( U' u% }8 l9 p第三部分　高级篇
0 t- d! |0 _; G- V. A! A: B第6章　处理器体系结构　190
6．1　基础功能与新特性　190
& t+ p7 d  X9 o6．1．1　运行模式　190
$ q1 C* |/ L4 N! r) t6．1．2　通用寄存器　191
6．1．3　CPUID指令　192
6．1．4　标志寄存器EFLAGS　193
( Y: P2 Z2 Z! z5 R7 U6．1．5　控制寄存器　195
* `! Q( T2 U1 S) z. M1 w6．1．6　MSR寄存器组　199
4 Q. L& V) I5 M' G0 G7 d4 q6．2　地址空间　199
0 N7 N. y3 q  }6 {( e0 n' L; M6．2．1　虚拟地址　200
' N' _( f/ F# t% J- T1 @; E6．2．2　物理地址　200
6．3　实模式　200
, _. Q$ g) P1 i6．3．1　实模式概述　201
6．3．2　实模式的段寻址方式　201
4 `: a" q$ X9 x3 Z: Y( l- m6．3．3　实模式的中断向量表　201
% c" l6 _! Z- S6 N. v7 t6．4　保护模式　202
6．4．1　保护模式概述　202
6．4．2　保护模式的段管理机制　206
, a  m4 Y5 k8 Y1 z% R3 V6．4．3　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
1 x* \0 k8 l' y/ u6 e: e6．4．5　保护模式的地址转换过程　224
4 f- a/ D& Y+ ~3 V$ Q! g  ^6．5　IA-32e模式　226
9 D$ I' D2 C, c( c; @3 p0 E0 X& f8 u) E6．5．1　IA-32e模式概述　226
6．5．2　IA-32e模式的段管理机制　228
) e0 U; e" v' U+ `6．5．3　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
( `3 n% }, i9 |( ]6 D$ Z6．5．5　IA-32e模式的地址转换过程　237
9 p! Z; u+ L& J2 Y  a( @) n- |& A+ N第7章　完善BootLoader功能　238
2 Y3 ?8 i2 N9 P+ c1 `4 m9 v! j1 q3 S7．1　实模式的寻址瓶颈　238
/ ?0 h% ]  z1 w$ u  g7．1．1　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
7．1．3　实模式下的4 GB线性地址寻址　240
; n' d6 C/ k& G2 S  X7．2　获取物理地址空间信息　240
7．3　操作系统引导加载阶段的内存空间划分　242
7．4　U盘启动　244
7．4．1　USB-FDD、USB-ZIP和USB-HDD启动模式的简介　244
; j9 H& {; {  I1 V8 t6 ^' t7．4．2　将Boot引导程序移植到U盘中启动　251
7．5　在物理平台上启动操作系统　255
7．6　细说VBE功能的实现　261
+ Z5 W2 M: A, H$ U9 T# I7．6．1　VBE规范概述　261
7．6．2　获取物理平台的VBE相关信息　272
7．6．3　设置显示模式　279
第8章　内核主程序　282
8．1　内核主程序功能概述　282
% I. {  g% q/ \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
, }0 K& _' G) O0 H' z7 W8．4　操作系统的线性地址空间划分　289
& P/ `) }' d4 q5 M8．5　获得处理器的固件信息　290
/ k; u$ D0 p5 d. ~( J1 D第9章　高级内存管理单元　297
9．1　SLAB内存池　297
9 y& ?, `1 @" X9．1．1　SLAB内存池概述及相关结构体定义　298
0 ]5 G8 J  y, w, I/ Q9．1．2　SLAB内存池的创建与销毁　299
$ M1 I( |5 m* C; d. ~9．1．3　SLAB内存池中对象的分配与回收　302
0 t, {2 O  F6 G, E, C2 Z4 ?  w9．2　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
9 g  p4 J3 X- @6 ^9．2．2　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
- [2 a4 @+ l: Q6 H3 D9 B2 l9．3　调整物理页管理功能　321
2 i6 b; E# l2 r" m( n9．3．1　内存管理单元结构及相关函数调整　321
6 Y# e8 I7 U5 W$ t9．3．2　调整alloc_pages函数　323
9．3．3　创建free_pages函数　327
9．4　页表初始化　330
, q. w% ]% L* b5 K1 j7 w% P1 ~9．4．1　页表重新初始化　331
9．4．2　VBE帧缓存区地址重映射　334
第　10章 高级中断处理单元　337
10．1　APIC概述　337
5 z3 }2 `. w: n4 T10．2　Local APIC　338
10．2．1　Local APIC的基础信息　338
) w5 B3 s4 ]  a9 V! R10．2．2　Local APIC整体结构及各功能描述　344
10．3　I/O APIC　352
10．3．1　I/O APIC控制器的基础信息　353
( }6 w- y2 G: ^$ o9 Q10．3．2　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
  ~& o9 g: g2 c10．4．1　中断模式　359
: B7 p: k! ^5 M7 V3 g& {10．4．2　Local APIC控制器的初始化　362
7 e% _( T! X) W5 L6 `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
9 ?% p8 S* [0 E( @10．5．1　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
( y/ V) R/ V8 P9 C# ^11．1　键盘和鼠标驱动程序　382
; v- m* H  R4 }+ M( T# C11．1．1　键盘和鼠标控制器　382
2 \7 c" [; s' e9 m9 z11．1．2　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
' ]8 G0 Y' O. v% x' e6 J) P+ O11．2．1　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
3 p: {5 r) m% S* e: T12．1　进程管理单元功能概述　428
3 x4 H% N1 @( L+ Z% f5 \) d12．2　多核处理器　429
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
12．2．3　让我们的系统支持多核　437
8 D( q% a, F) e" a) ~7 Q12．3　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
! {# d/ z; z  i7 i6 [12．3．3　内核定时器　479
12．3．4　实现进程调度功能　486
# y/ I) |# |% ~, b/ `  P7 p12．4　内核同步方法　498
% O; U9 k: C7 z( g12．4．1　原子变量　498
/ Y* t6 u5 g; A' w12．4．2　信号量　499
5 z# F' [- Q9 P8 D5 u/ r12．4．3　完善自旋锁　501
12．5　完善进程管理单元　503
5 D' o% ^7 k* C3 r8 `* H, g2 e12．5．1　完善PCB与处理器运行环境　503
2 D  k1 G& b4 d9 I7 L* X! B& U12．5．2　完善进程调度器和AP处理器引导程序　508
12．5．3　关于线程　514
7 H. b# u* x$ I+ E3 L: K2 Z& {  G第　13章 文件系统　516
5 S% j, \4 H' X* P# X. r2 B13．1　文件系统概述　516
4 [: n( o- @$ P- A& F13．2　解析FAT32文件系统　517
13．2．1　FAT32文件系统简介　517
# u9 i$ M' r) ~- f" R7 h13．2．2　通过实例深入解析FAT32文件系统　523
, m$ f- z. u5 `+ v/ j13．2．3　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
0 }  \& q( T6 j# Y13．3．1　Linux VFS简介　552
13．3．2　实现VFS　554
4 s/ g) f$ J5 {/ i$ Z' W第　14章 系统调用API库　566
$ i, J: @/ ?$ _" B$ U& D2 k14．1　系统调用API结构　566
14．2　基于POSIX规范实现系统调用API库　567
14．2．1　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
% |' A/ R2 r9 ]" f6 v14．2．3　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
8 t0 J$ |1 c$ r  E& T9 H! O6 \9 e14．2．5　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
15．1．2　实现Shell命令解析器　627
  c- H; s0 E% ^$ m" K15．2　基础命令　641 java8.com
. s9 `9 B2 g# q; l$ W% ^( T15．2．1　重启命令reboot　641
9 S& C: E- }7 M7 \) M! C1 _0 [" k15．2．2　工作目录切换命令cd　642
7 b' a3 n) f+ L4 {1 Z' ]15．2．3　目录内容显示命令ls　645
15．2．4　文件查看命令cat　654
+ R) t5 z! H# h6 w9 A7 c2 t15．2．5　程序执行命令exec　655
+ U2 g, H5 {: Z7 z" B% s- x, H第　16章 一个彩蛋　665
2 x' h9 X4 Y3 w: s8 G( k& a4 ~* l附录　术语表　676
参考资料　679
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