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】

% Q! s0 x6 R; K) b
  h0 s* J+ J- o
2 e" h& I" P5 t5 R4 F0 S目录：

部分　操作系统相关知识介绍及环境搭建
第　1章 操作系统概述　4
5 G% s4 X7 `" t7 f1．1　什么是操作系统　4
  _2 f: R5 x1 o3 Y1．2　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
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
, P9 |  r- |" K1 @% s2．1．2　编译环境CentOS 6　10
( y6 M6 I* X5 X9 g5 l8 u7 S: r2．1．3　Bochs虚拟机　11
1 z9 |# z" X( n$ X" S2．2　汇编语言　14
. v4 a: E0 c, R% z* z, X6 _! f2．2．1　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
1 S+ ^7 F& q. g- N- H0 H: z2．2．3　使用汇编语言调用C语言的函数　16
( Q, y3 T6 D& g5 Q8 W2．3　C语言　19
2．3．1　GNU C内嵌汇编语言　20
1 W5 g) Z3 n1 }2．3．2　GNU C语言对标准C语言的扩展　23
: N! L1 @/ k3 g8 i. N2 _6 V第二部分　初级篇
( E- X, w  F+ J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
1 [& m2 h) ]- t+ ~- B3．1．3　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
, j8 a7 P2 }! X- |" U; }3．1．5　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
3 z% H7 P, `& M: `2 @% d2 U3．2．2　写一个Loader程序　55
0 N' T6 k" Y  w9 S; Q& R' T3．2．3　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
第4章　内核层　78
1 c. Y( H% t" m( \- v4．1　内核执行头程序　78
# N. H: h/ Z* P4．1．1　什么是内核执行头程序　78
3 c  S- C' [2 J# N& {4．1．2　写一个内核执行头程序　79
' Z% `- X! e+ f( y4．2　内核主程序　83
4．3　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
7 m4 U4 k& e( S0 R4．4　系统异常　100
$ c4 P; r" {- `- D( L) J4．4．1　异常的分类　101
1 ?; ?" x* l6 y4 c% v$ O! ]4．4．2　系统异常处理（一）　102
4．4．3　系统异常处理（二）　109
$ J) I7 ~: o! y+ J6 l1 R4．5　初级内存管理单元　121
# a" j3 w1 h& F" q7 o& x4．5．1　获得物理内存信息　121
4．5．2　计算可用物理内存页数　123
4．5．3　分配可用物理内存页　126
7 ~* c3 H' ?% S+ I- W4 t4．6　中断处理　142
4．6．1　8259A PIC　142
! I6 q' B4 U6 I+ n5 Y4．6．2　触发中断　148
' V2 R& p% T0 n4．7　键盘驱动　152
4．7．1　简述键盘功能　152
4．7．2　实现键盘中断捕获函数　154
2 ]: {# D' k$ ?% t# v8 @4．8　进程管理　155
4．8．1　简述进程管理模块　155
7 v4 _4 ]1 n3 r, y+ Q4．8．2　PCB　156
  o8 `; ]( W- k& J! N4．8．3　init进程　163
第5章　应用层　171
5 G9 j( d9 }. m+ Y6 x1 G5．1　跳转到应用层　171
. c, d. w4 A' I9 G( u% B5 B  g5．2　实现系统调用API　180
5．3　实现一个系统调用处理函数　185
$ F# i* |6 x3 n第三部分　高级篇
第6章　处理器体系结构　190
6．1　基础功能与新特性　190
+ ]/ }8 m: o, g$ E7 @6．1．1　运行模式　190
6．1．2　通用寄存器　191
& _4 T+ M6 t( R5 a" o6．1．3　CPUID指令　192
* @5 P2 Q# L* O* y8 a6．1．4　标志寄存器EFLAGS　193
6．1．5　控制寄存器　195
" |# P+ q8 V( R& P; Q6 H6．1．6　MSR寄存器组　199
) y6 v* {& r/ C3 p6．2　地址空间　199
6．2．1　虚拟地址　200
6．2．2　物理地址　200
6．3　实模式　200
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
0 l9 r8 O; W1 h& |) G# K8 W% T6．4　保护模式　202
6．4．1　保护模式概述　202
& p" [* @- G; r- p5 l/ ?6．4．2　保护模式的段管理机制　206
# B4 v. n% C8 ]! O/ [; k6．4．3　保护模式的中断/异常处理机制　214
: e3 Z% V& |6 h* w8 V4 b7 s6．4．4　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
7 L9 l, j- A0 V) u4 k$ m6．5　IA-32e模式　226
$ R7 y5 F# \( S; p+ r6．5．1　IA-32e模式概述　226
6．5．2　IA-32e模式的段管理机制　228
5 L4 u" b! i: Y) d; n/ W4 N+ y6．5．3　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
0 }/ C# g) n) s5 N9 t) @3 F第7章　完善BootLoader功能　238
5 P3 s# M5 @' D8 H  b6 b, a6 b- B5 j" \+ r7．1　实模式的寻址瓶颈　238
) ^1 C  m( U6 r# |' K, y: b7．1．1　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
7．2　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
* b! H+ v7 J, @, ^/ ?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
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
3 ~6 W1 C  O: {: Y1 \5 w# ]7．6．1　VBE规范概述　261
3 z' ]! _% Z1 C7．6．2　获取物理平台的VBE相关信息　272
; J$ s4 `/ b  U! M' W7．6．3　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
8．2　操作系统的Makefile编译脚本　282
2 [& Z4 ^1 Z1 B* a) f$ l8．3　操作系统的kernel．lds链接脚本　286
, t* J$ c& S: d& _5 J& z8．4　操作系统的线性地址空间划分　289
1 @+ k) b7 g1 k) N2 ?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
$ ~* l( k# L9 c9．1　SLAB内存池　297
9．1．1　SLAB内存池概述及相关结构体定义　298
9．1．2　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
$ @8 Y$ c1 w; g/ I9．2　基于SLAB内存池技术的通用内存管理单元　308
. W8 o! ?4 ]# |1 _" `7 F9 m9．2．1　通用内存管理单元的初始化函数slab_init　308
& N$ [4 A9 Q3 y7 |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
$ T5 g0 v6 D/ M8 |3 ]" w9．3　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
5 l1 z9 t0 g) Q1 W; m- i, o, X$ |9．3．2　调整alloc_pages函数　323
9．3．3　创建free_pages函数　327
. g4 R8 X' q2 C7 W4 e5 o6 z9．4　页表初始化　330
2 w- f0 z- `! S+ n0 M9．4．1　页表重新初始化　331
$ ?6 ?  M/ w; Q& f1 Y& @9．4．2　VBE帧缓存区地址重映射　334
9 H. k3 m# k& a第　10章 高级中断处理单元　337
; ^" I$ i1 @/ q& V+ z9 g9 G' s* B10．1　APIC概述　337
10．2　Local APIC　338
7 i/ ]: j$ Y& Y; s$ B8 Z" Q. s& _$ w10．2．1　Local APIC的基础信息　338
8 y4 V5 g! V7 I/ t4 O% `5 T10．2．2　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
1 W9 j. z- u" }! U4 B' ~, V# U+ o10．3．2　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
6 a+ O6 d: e) D- O" Q! }10．4．1　中断模式　359
2 \: T, f% {9 a; ~9 _0 ?6 b0 h6 |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
1 I$ m4 D; T/ O% a0 k, `10．5　高级中断处理功能　375
2 w$ m) `% ]# j$ s! Y6 H, k; h% A! w- y; }10．5．1　Linux的中断处理机制概述　375
3 q0 N" z3 {9 i/ B10．5．2　实现中断上半部处理功能　377
2 e6 J: n  `: {" m第　11章 设备驱动程序　382
8 M2 v$ W1 D( {% X* l11．1　键盘和鼠标驱动程序　382
  E6 C9 b" H. I8 u7 N4 N11．1．1　键盘和鼠标控制器　382
4 ?+ v8 Y+ @& ^- B- s, j/ ~3 I+ a- j11．1．2　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
  m  ?" P4 j4 U$ E11．2．1　硬盘设备初探　403
0 }' n5 U* E% y6 h11．2．2　完善硬盘驱动程序　418
第　12章 进程管理　428
12．1　进程管理单元功能概述　428
! Y8 q+ t$ b8 U9 i( D12．2　多核处理器　429
5 {" J' B  s) A9 j& I' C! e0 Z6 r! O12．2．1　超线程技术与多核技术概述　429
. m, ^* }6 h0 L. A8 `* V8 l/ p12．2．2　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
/ F! Z& w/ Q# O( T! y12．3　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
12．3．3　内核定时器　479
, h# k8 R/ L2 i  `" ?12．3．4　实现进程调度功能　486
3 C4 B( ~* E- ~8 A1 z, K12．4　内核同步方法　498
12．4．1　原子变量　498
- r1 T6 t0 a% M, B, X12．4．2　信号量　499
12．4．3　完善自旋锁　501
12．5　完善进程管理单元　503
2 c3 ^6 e5 V: R. z8 C+ K4 t! B12．5．1　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
/ Z2 x/ Z! @% w* X/ B# _12．5．3　关于线程　514
& ~& c' J8 i- D1 k第　13章 文件系统　516
3 l9 T0 ?# J: g! l3 J# [, o13．1　文件系统概述　516
13．2　解析FAT32文件系统　517
13．2．1　FAT32文件系统简介　517
: t$ m* g. i4 v13．2．2　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
: w! o6 P* v0 q+ @13．3．1　Linux VFS简介　552
, F1 ]7 [/ e& I% r. p13．3．2　实现VFS　554
第　14章 系统调用API库　566
14．1　系统调用API结构　566
, j1 ]6 ^' H# i( W14．2　基于POSIX规范实现系统调用API库　567
8 l1 H, y. C4 T! g) u0 B14．2．1　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
14．2．3　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
% Z1 P  ]6 X( _# V$ M14．2．5　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
* ~" i6 N) B! U: c6 E- ^+ X15．1　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
6 h; t2 Y: ?# {" D15．2　基础命令　641 java8.com
0 S9 c3 ]4 D7 K, m8 r( k15．2．1　重启命令reboot　641
2 l  C( b, C6 M0 f15．2．2　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

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liyiqi12

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鄧寶書

学习java，就选java吧了

邱桥生

太爽了  干货很多！！！

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