一個(gè)64位操作系統的設計與實(shí)現簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘

編輯推薦:1.基于Intel Core i7處理器的64位多核操作系統
2.引入諸多Linux內核的設計精髓
3.既可在Bochs虛擬機中執行，又可通過(guò)U盤(pán)引導運行于筆記本電腦

內容簡(jiǎn)介:本書(shū)講述了一個(gè)64位多核操作系統的自制過(guò)程。此操作系統自制過(guò)程是先從虛擬平臺構筑起一個(gè)基礎框架，隨后再將基礎框架移植到物理平臺中進(jìn)行升級、完善與優(yōu)化。為了凸顯64位多核操作系統的特點(diǎn)，物理平臺選用搭載著(zhù)Intel Core-i7處理器的筆記本電腦。與此同時(shí)，本書(shū)還將Linux內核的源碼精髓、諸多官方白皮書(shū)以及多款常用協(xié)議濃縮于其中，可使讀者在讀完本書(shū)后能夠學(xué)以致用，進(jìn)而達到理論聯(lián)系實(shí)際的目的。
全書(shū)共分為16章。第1~2章講述了操作系統的基礎概念和開(kāi)發(fā)操作系統需要掌握的知識；第3~5章在虛擬平臺下快速構建起一個(gè)操作系統模型；第6~16章將在物理平臺下對操作系統模型做進(jìn)一步升級、優(yōu)化和完善。
本書(shū)既適合在校學(xué)習理論知識的初學(xué)者，又適合在職工作的軟件工程師或有一定基礎的業(yè)余愛(ài)好者。

作者簡(jiǎn)介:田宇 Linux內核愛(ài)好者，曾在多家大中型軟件公司從事軟件開(kāi)發(fā)工作，參與過(guò)多款高端嵌入式產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研制，主要負責Linux內核和驅動(dòng)的研發(fā)，以及開(kāi)源操作系統環(huán)境的深度定制。

目錄:第 一部分　操作系統相關(guān)知識介紹及環(huán)境搭建
第　1章 操作系統概述　4
1．1　什么是操作系統　4
1．2　操作系統的組成結構　4
1．3　編寫(xiě)操作系統需要的知識　7
1．4　本書(shū)操作系統簡(jiǎn)介　8
第　2章 環(huán)境搭建及基礎知識　9
2．1　虛擬機及開(kāi)發(fā)系統平臺介紹　9
2．1．1　VMware的安裝　9
2．1．2　編譯環(huán)境CentOS 6　10
2．1．3　Bochs虛擬機　11
2．2　匯編語(yǔ)言　14
2．2．1　AT&T匯編語(yǔ)言格式與Intel匯編語(yǔ)言格式　14
2．2．2　NASM編譯器　16
2．2．3　使用匯編語(yǔ)言調用C語(yǔ)言的函數　16
2．3　C語(yǔ)言　19
2．3．1　GNU C內嵌匯編語(yǔ)言　20
2．3．2　GNU C語(yǔ)言對標準C語(yǔ)言的擴展　23
第二部分　初級篇
第3章　BootLoader引導啟動(dòng)程序　30
3．1　Boot引導程序　30
3．1．1　BIOS引導原理　31
3．1．2　寫(xiě)一個(gè)Boot引導程序　32
3．1．3　創(chuàng )建虛擬軟盤(pán)鏡像文件　36
3．1．4　在Bochs上運行我們的Boot程序　38
3．1．5　加載Loader到內存　40
3．1．6　從Boot跳轉到Loader程序　52
3．2　Loader引導加載程序　54
3．2．1　Loader原理　54
3．2．2　寫(xiě)一個(gè)Loader程序　55
3．2．3　從實(shí)模式進(jìn)入保護模式再到IA-32e模式　65
3．2．4　從Loader跳轉到內核程序　75
第4章　內核層　78
4．1　內核執行頭程序　78
4．1．1　什么是內核執行頭程序　78
4．1．2　寫(xiě)一個(gè)內核執行頭程序　79
4．2　內核主程序　83
4．3　屏幕顯示　85
4．3．1　在屏幕上顯示色彩　86
4．3．2　在屏幕上顯示log　88
4．4　系統異?！?00
4．4．1　異常的分類(lèi)　101
4．4．2　系統異常處理（一）　102
4．4．3　系統異常處理（二）　109
4．5　初級內存管理單元　121
4．5．1　獲得物理內存信息　121
4．5．2　計算可用物理內存頁(yè)數　123
4．5．3　分配可用物理內存頁(yè)　126
4．6　中斷處理　142
4．6．1　8259A PIC　142
4．6．2　觸發(fā)中斷　148
4．7　鍵盤(pán)驅動(dòng)　152
4．7．1　簡(jiǎn)述鍵盤(pán)功能　152
4．7．2　實(shí)現鍵盤(pán)中斷捕獲函數　154
4．8　進(jìn)程管理　155
4．8．1　簡(jiǎn)述進(jìn)程管理模塊　155
4．8．2　PCB　156
4．8．3　init進(jìn)程　163
第5章　應用層　171
5．1　跳轉到應用層　171
5．2　實(shí)現系統調用API　180
5．3　實(shí)現一個(gè)系統調用處理函數　185
第三部分　高級篇
第6章　處理器體系結構　190
6．1　基礎功能與新特性　190
6．1．1　運行模式　190
6．1．2　通用寄存器　191
6．1．3　CPUID指令　192
6．1．4　標志寄存器EFLAGS　193
6．1．5　控制寄存器　195
6．1．6　MSR寄存器組　199
6．2　地址空間　199
6．2．1　虛擬地址　200
6．2．2　物理地址　200
6．3　實(shí)模式　200
6．3．1　實(shí)模式概述　201
6．3．2　實(shí)模式的段尋址方式　201
6．3．3　實(shí)模式的中斷向量表　201
6．4　保護模式　202
6．4．1　保護模式概述　202
6．4．2　保護模式的段管理機制　206
6．4．3　保護模式的中斷/異常處理機制　214
6．4．4　保護模式的頁(yè)管理機制　217
6．4．5　保護模式的地址轉換過(guò)程　224
6．5　IA-32e模式　226
6．5．1　IA-32e模式概述　226
6．5．2　IA-32e模式的段管理機制　228
6．5．3　IA-32e模式的中斷/異常處理機制　234
6．5．4　IA-32e模式的頁(yè)管理機制　234
6．5．5　IA-32e模式的地址轉換過(guò)程　237
第7章　完善BootLoader功能　238
7．1　實(shí)模式的尋址瓶頸　238
7．1．1　錯綜復雜的1 MB物理地址空間　238
7．1．2　突破1 MB物理內存瓶頸　239
7．1．3　實(shí)模式下的4 GB線(xiàn)性地址尋址　240
7．2　獲取物理地址空間信息　240
7．3　操作系統引導加載階段的內存空間劃分　242
7．4　U盤(pán)啟動(dòng)　244
7．4．1　USB-FDD、USB-ZIP和USB-HDD啟動(dòng)模式的簡(jiǎn)介　244
7．4．2　將Boot引導程序移植到U盤(pán)中啟動(dòng)　251
7．5　在物理平臺上啟動(dòng)操作系統　255
7．6　細說(shuō)VBE功能的實(shí)現　261
7．6．1　VBE規范概述　261
7．6．2　獲取物理平臺的VBE相關(guān)信息　272
7．6．3　設置顯示模式　279
第8章　內核主程序　282
8．1　內核主程序功能概述　282
8．2　操作系統的Makefile編譯腳本　282
8．3　操作系統的kernel．lds鏈接腳本　286
8．4　操作系統的線(xiàn)性地址空間劃分　289
8．5　獲得處理器的固件信息　290
第9章　高級內存管理單元　297
9．1　SLAB內存池　297
9．1．1　SLAB內存池概述及相關(guān)結構體定義　298
9．1．2　SLAB內存池的創(chuàng )建與銷(xiāo)毀　299
9．1．3　SLAB內存池中對象的分配與回收　302
9．2　基于SLAB內存池技術(shù)的通用內存管理單元　308
9．2．1　通用內存管理單元的初始化函數slab_init　308
9．2．2　通用內存的分配函數kmalloc　312
9．2．3　通用內存的回收函數kfree　317
9．3　調整物理頁(yè)管理功能　321
9．3．1　內存管理單元結構及相關(guān)函數調整　321
9．3．2　調整alloc_pages函數　323
9．3．3　創(chuàng )建free_pages函數　327
9．4　頁(yè)表初始化　330
9．4．1　頁(yè)表重新初始化　331
9．4．2　VBE幀緩存區地址重映射　334
第　10章 高級中斷處理單元　337
10．1　APIC概述　337
10．2　Local APIC　338
10．2．1　Local APIC的基礎信息　338
10．2．2　Local APIC整體結構及各功能描述　344
10．3　I/O APIC　352
10．3．1　I/O APIC控制器的基礎信息　353
10．3．2　I/O APIC整體結構及各引腳功能　356
10．4　中斷控制器的模式選擇與初始化　358
10．4．1　中斷模式　359
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　高級中斷處理功能　375
10．5．1　Linux的中斷處理機制概述　375
10．5．2　實(shí)現中斷上半部處理功能　377
第　11章 設備驅動(dòng)程序　382
11．1　鍵盤(pán)和鼠標驅動(dòng)程序　382
11．1．1　鍵盤(pán)和鼠標控制器　382
11．1．2　完善鍵盤(pán)驅動(dòng)　389
11．1．3　實(shí)現鼠標驅動(dòng)　398
11．2　硬盤(pán)驅動(dòng)程序　403
11．2．1　硬盤(pán)設備初探　403
11．2．2　完善硬盤(pán)驅動(dòng)程序　418
第　12章 進(jìn)程管理　428
12．1　進(jìn)程管理單元功能概述　428
12．2　多核處理器　429
12．2．1　超線(xiàn)程技術(shù)與多核技術(shù)概述　429
12．2．2　多核處理器間的IPI通信機制介紹　434
12．2．3　讓我們的系統支持多核　437
12．3　進(jìn)程調度器　464
12．3．1　Linux進(jìn)程調度器簡(jiǎn)介　465
12．3．2　墻上時(shí)鐘與定時(shí)器　468
12．3．3　內核定時(shí)器　479
12．3．4　實(shí)現進(jìn)程調度功能　486
12．4　內核同步方法　498
12．4．1　原子變量　498
12．4．2　信號量　499
12．4．3　完善自旋鎖　501
12．5　完善進(jìn)程管理單元　503
12．5．1　完善PCB與處理器運行環(huán)境　503
12．5．2　完善進(jìn)程調度器和AP處理器引導程序　508
12．5．3　關(guān)于線(xiàn)程　514
第　13章 文件系統　516
13．1　文件系統概述　516
13．2　解析FAT32文件系統　517
13．2．1　FAT32文件系統簡(jiǎn)介　517
13．2．2　通過(guò)實(shí)例深入解析FAT32文件系統　523
13．2．3　實(shí)現基于路徑名的文件系統檢索功能　532
13．3　虛擬文件系統　552
13．3．1　Linux VFS簡(jiǎn)介　552
13．3．2　實(shí)現VFS　554
第　14章 系統調用API庫　566
14．1　系統調用API結構　566
14．2　基于POSIX規范實(shí)現系統調用API庫　567
14．2．1　POSIX規范下的系統調用API簡(jiǎn)介　567
14．2．2　升級系統調用模塊　568
14．2．3　基礎文件操作的系統調用API實(shí)現　574
14．2．4　進(jìn)程創(chuàng )建的系統調用API實(shí)現　599
14．2．5　內存管理的基礎系統調用API實(shí)現　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　實(shí)現Shell命令解析器　627
15．2　基礎命令　641
15．2．1　重啟命令reboot　641
15．2．2　工作目錄切換命令cd　642
15．2．3　目錄內容顯示命令ls　645
15．2．4　文件查看命令cat　654
15．2．5　程序執行命令exec　655
第　16章 一個(gè)彩蛋　665
附錄　術(shù)語(yǔ)表　676
參考資料　679