齣版者的話
譯者序
前言
關於作者
第1章　引言和概述1
1.1　操作係統1
1.2　本書的研究方法1
1.3　分層設計2
1.4　Xinu操作係統3
1.5　操作係統不是什麼3
1.6　從外麵看操作係統4
1.7　其他章節概要4
1.8　觀點5
1.9　總結5
練習5
第2章　並發執行與操作係統服務6
2.1　引言6
2.2　多活動的編程模型6
2.3　操作係統服務7
2.4　並發處理的概念和術語7
2.5　串行程序和並發程序的區彆8
2.6　多進程共享同一段代碼9
2.7　進程退齣與進程終止11
2.8　共享內存、競爭條件和同步11
2.9　信號量與互斥14
2.10　Xinu中的類型命名方法15
2.11　使用Kputc和Kprintf進行操作係統的調試16
2.12　觀點16
2.13　總結16
練習17
第3章　硬件和運行時環境概覽18
3.1　引言18
3.2　E2100L的物理和邏輯結構18
3.3　處理器結構和寄存器19
3.4　總綫操作：獲取-存儲範式19
3.5　直接內存訪問19
3.6　總綫地址空間20
3.7　內核段KSEG0和KSEG1的內容20
3.8　總綫啓動的靜態配置21
3.9　調用約定和運行時棧21
3.10　中斷和中斷處理22
3.11　異常處理23
3.12　計時器硬件23
3.13　串行通信24
3.14　輪詢與中斷驅動I/O24
3.15　內存緩存和KSEG124
3.16　存儲布局24
3.17　內存保護25
3.18　觀點25
練習25
第4章　鏈錶與隊列操作26
4.1　引言26
4.2　用於進程鏈錶的統一數據結構26
4.3　簡潔的鏈錶數據結構27
4.4　隊列數據結構的實現28
4.5　內聯隊列操作函數29
4.6　獲取鏈錶中進程的基礎函數29
4.7　FIFO隊列操作30
4.8　優先級隊列的操作32
4.9　鏈錶初始化33
4.10　觀點34
4.11　總結34
練習35
第5章　調度和上下文切換36
5.1　引言36
5.2　進程錶36
5.3　進程狀態38
5.4　就緒和當前狀態38
5.5　調度策略38
5.6　調度的實現39
5.7　上下文切換的實現41
5.8　內存中保存的狀態41
5.9　在MIPS處理器上切換上下文41
5.10　重新啓動進程執行的地址43
5.11　並發執行和null進程44
5.12　使進程準備執行和調度不變式44
5.13　推遲重新調度45
5.14　其他進程調度算法47
5.15　觀點47
5.16　總結47
練習47
第6章　更多進程管理49
6.1　引言49
6.2　進程掛起和恢復49
6.3　自我掛起和信息隱藏49
6.4　係統調用的概念50
6.5　禁止中斷和恢復中斷51
6.6　係統調用模闆51
6.7　係統調用返迴SYSERR和OK值51
6.8　掛起的實現52
6.9　掛起當前進程53
6.10　suspend函數的返迴值53
6.11　進程終止和進程退齣54
6.12　進程創建56
6.13　其他進程管理函數59
6.14　總結60
練習61
第7章　協調並發進程62
7.1　引言62
7.2　進程同步的必要性62
7.3　計數信號量的概念63
7.4　避免忙等待63
7.5　信號量策略和進程選擇63
7.6　等待狀態64
7.7　信號量數據結構64
7.8　係統調用wait65
7.9　係統調用signal66
7.10　靜態和動態信號量分配66
7.11　動態信號量的實現示例67
7.12　信號量刪除68
7.13　信號量重置69
7.14　多核處理器之間的協調69
7.15　觀點70
7.16　總結70
練習71
第8章　消息傳遞72
8.1　引言72
8.2　兩種類型的消息傳遞服務72
8.3　消息使用資源的限製72
8.4　消息傳遞函數和狀態轉換73
8.5　send的實現73
8.6　receive的實現74
8.7　非阻塞消息接收的實現75
8.8　觀點75
8.9　總結75
練習76
第9章　基本內存管理77
9.1　引言77
9.2　內存的類型77
9.3　重量級進程的定義77
9.4　小型嵌入式係統的內存管理78
9.5　程序段和內存區域78
9.6　嵌入式係統中的動態內存分配79
9.7　低層內存管理器的設計79
9.8　分配策略和內存持久性80
9.9　追蹤空閑內存80
9.10　低層內存管理的實現80
9.11　分配堆存儲82
9.12　分配棧存儲83
9.13　釋放堆和棧存儲84
9.14　觀點86
9.15　總結87
練習87
第10章　高級內存管理和虛擬內存88
10.1　引言88
10.2　分區空間分配88
10.3　緩衝池88
10.4　分配緩衝區89
10.5　將緩衝區返迴給緩衝池90
10.6　創建緩衝池91
10.7　初始化緩衝池錶93
10.8　虛擬內存和內存復用93
10.9　實地址空間和虛地址空間93
10.10　支持按需換頁的硬件94
10.11　使用頁錶的地址翻譯95
10.12　頁錶項中的元數據95
10.13　按需換頁以及設計上的問題95
10.14　頁麵替換和全局時鍾算法96
10.15　觀點97
10.16　總結97
練習97
第11章　高層消息傳遞98
11.1　引言98
11.2　進程間通信端口98
11.3　端口實現98
11.4　端口錶初始化99
11.5　端口創建100
11.6　嚮端口發送消息101
11.7　從端口接收消息102
11.8　端口的刪除和重置103
11.9　觀點106
11.10　總結106
練習106
第12章　中斷處理107
12.1　引言107
12.2　中斷的優點107
12.3　中斷分配107
12.4　中斷嚮量107
12.5　中斷嚮量號的分配108
12.6　硬件中斷108
12.7　中斷請求的局限性和中斷多路復用109
12.8　中斷軟件和分配109
12.9　中斷分配器底層部分110
12.10　中斷分配器高層部分112
12.11　禁止中斷114
12.12　函數中中斷代碼引起的限製115
12.13　中斷過程中重新調度的必要性115
12.14　中斷過程中的重新調度115
12.15　觀點116
12.16　總結116
練習117
第13章　實時時鍾管理118
13.1　引言118
13.2　定時事件118
13.3　實時時鍾和計時器硬件118
13.4　處理實時時鍾中斷119
13.5　延時與搶占119
13.6　使用計時器來模擬實時時鍾120
13.7　搶占的實現120
13.8　使用增量鏈錶對延遲進行有效管理120
13.9　增量鏈錶的實現121
13.10　將進程轉入睡眠122
13.11　定時消息接收124
13.12　喚醒睡眠進程127
13.13　時鍾中斷處理127
13.14　時鍾初始化128
13.15　間隔計時器管理129
13.16　觀點130
13.17　總結130
練習130
第14章　設備無關的I/O132
14.1　引言132
14.2　I/O和設備驅動的概念結構132
14.3　接口抽象和驅動抽象133
14.4　I/O接口的一個示例134
14.5　打開-讀-寫-關閉範式134
14.6　綁定I/O操作和設備名134
14.7　Xinu中的設備名135
14.8　設備轉換錶概念135
14.9　設備和共享驅動的多個副本136
14.10　高層I/O操作的實現138
14.11　其他高層I/O函數138
14.12　打開、關閉和引用計數141
14.13　devtab中的空條目和錯誤條目143
14.14　I/O係統的初始化143
14.15　觀點146
14.16　總結147
練習147
第15章　設備驅動示例148
15.1　引言148
15.2　tty抽象148
15.3　tty設備驅動的組成149
15.4　請求隊列和緩衝區149
15.5　上半部和下半部的同步150
15.6　硬件緩衝區和驅動設計151
15.7　tty控製塊和數據聲明151
15.8　次設備號153
15.9　上半部tty字符輸入（ttyGetc）153
15.10　通用上半部tty輸入（ttyRead）154
15.11　上半部tty字符輸齣（ttyPutc）155
15.12　開始輸齣（ttyKickOut）156
15.13　上半部tty多字符輸齣（ttyWrite）157
15.14　下半部tty驅動函數（ttyInterrupt）157
15.15　輸齣中斷處理（ttyInter_out）159
15.16　tty輸入處理(tty Inter-in)161
15.17　tty控製塊初始化（ttyInit）166
15.18　設備驅動控製168
15.19　觀點169
15.20　總結169
練習169
第16章　DMA設備和驅動（以太網）171
16.1　引言171
16.2　直接內存訪問和緩衝區171
16.3　多緩衝區和環171
16.4　使用DMA的以太網驅動例子172
16.5　設備的硬件定義和常量172
16.6　環和內存緩衝區174
16.7　以太網控製塊的定義175
16.8　設備和驅動初始化177
16.9　分配輸入緩衝區181
16.10　從以太網設備中讀取數據包182
16.11　嚮以太網設備中寫入數據包183
16.12　以太網設備的中斷處理185
16.13　以太網控製函數187
16.14　觀點189
16.15　總結189
練習189
第17章　最小互聯網協議棧190
17.1　引言190
17.2　所需的功能190
17.3　同步對話、超時和進程191
17.4　ARP函數192
17.5　網絡數據包的定義198
17.6　網絡輸入進程199
17.7　UDP錶的定義202
17.8　UDP函數203
17.9　互聯網控製報文協議210
17.10　動態主機配置協議211
17.11　觀點214
17.12　總結214
練習214
第18章　遠程磁盤驅動215
18.1　引言215
18.2　磁盤抽象215
18.3　磁盤操作驅動支持215
18.4　塊傳輸和高層I/O函數215
18.5　遠程磁盤範式216
18.6　磁盤操作的語義216
18.7　驅動數據結構的定義217
18.8　驅動初始化（rdsInit）221
18.9　上半部打開函數（rdsOpen）223
18.10　遠程通信函數（rdscomm）224
18.11　上半部寫函數（rdsWrite）226
18.12　上半部讀函數（rdsRead）228
18.13　刷新掛起的請求231
18.14　上半部控製函數（rdsControl）231
18.15　分配磁盤緩衝區（rdsbufalloc）233
18.16　上半部關閉函數（rdsClose）234
18.17　下半部通信進程（rdsprocess）235
18.18　觀點239
18.19　總結239
練習240
第19章　文件係統241
19.1　文件係統是什麼241
19.2　文件操作的示例集閤241
19.3　本地文件係統的設計242
19.4　Xinu文件係統的數據結構242
19.5　索引管理器的實現243
19.6　清空索引塊（lfibclear）246
19.7　獲取索引塊（lfibget）247
19.8　存儲索引塊（lfibput）247
19.9　從空閑鏈錶中分配索引塊（lfiballoc）248
19.10　從空閑鏈錶中分配數據塊（lfdballoc）249
19.11　使用設備無關的I/O函數的文件操作250
19.12　文件係統的設備設置和函數名稱251
19.13　本地文件係統打開函數（lfsOpen）251
19.14　關閉文件僞設備（lflClose）256
19.15　刷新磁盤中的數據（lfflush）256
19.16　文件的批量傳輸函數（lflWrite,lflRead）257
19.17　在文件中查找一個新位置（lflSeek）258
19.18　從文件中提取一個字節（lflGetc）259
19.19　改變文件中的一個字節（lflPutc）260
19.20　載入索引塊和數據塊（lfsetup）261
19.21　主文件係統設備的初始化（lfsInit）264
19.22　僞設備的初始化（lflInit）264
19.23　文件截斷（lftruncate）265
19.24　初始文件係統的創建（lfscreate）267
19.25　觀點269
19.26　總結269
練習269
第20章　遠程文件機製270
20.1　引言270
20.2　遠程文件訪問270
20.3　遠程文件語義270
20.4　遠程文件設計和消息271
20.5　遠程文件服務器通信276
20.6　發送一個基本消息278
20.7　網絡字節序279
20.8　使用設備範式的遠程文件係統279
20.9　打開遠程文件280
20.10　檢查文件模式282
20.11　關閉遠程文件283
20.12　讀遠程文件284
20.13　寫遠程文件286
20.14　遠程文件的定位288
20.15　遠程文件單字符I/O288
20.16　遠程文件係統控製函數289
20.17　初始化遠程文件數據結構292
20.18　觀點293
20.19　總結293
練習294
第21章　句法名字空間295
21.1　引言295
21.2　透明與名字空間的抽象295
21.3　多種命名方案295
21.4　命名係統設計的其他方案296
21.5　基於句法的名字空間296
21.6　模式和替換297
21.7　前綴模式297
21.8　名字空間的實現297
21.9　名字空間的數據結構和常量297
21.10　增加名字空間前綴錶的映射298
21.11　使用前綴錶進行名字映射299
21.12　打開命名文件302
21.13　名字空間初始化303
21.14　對前綴錶中的項進行排序305
21.15　選擇一個邏輯名字空間305
21.16　默認層次和空前綴305
21.17　額外的對象操作函數306
21.18　名字空間方法的優點和限製306
21.19　廣義模式307
21.20　觀點307
21.21　總結308
練習308
第22章　係統初始化309
22.1　引言309
22.2　引導程序：從頭開始309
22.3　操作係統初始化309
22.4　在E2100L上啓動一個可選的映像310
22.5　Xinu初始化310
22.6　係統啓動312
22.7　從程序轉化為進程316
22.8　觀點316
22.9　總結316
練習316
第23章　異常處理317
23.1　引言317
23.2　異常、陷阱和惡意中斷317
23.3　panic的實現317
23.4　觀點318
23.5　總結318
練習318
第24章　係統配置319
24.1　引言319
24.2　多重配置的需求319
24.3　Xinu係統配置319
24.4　Xinu配置文件的內容320
24.5　計算次設備號321
24.6　配置Xinu係統的步驟322
24.7　觀點322
24.8　總結322
練習322
第25章　一個用戶接口例子：Xinu殼323
25.1　引言323
25.2　用戶接口323
25.3　命令和設計原則323
25.4　一個簡化殼的設計決策324
25.5　殼的組織和操作324
25.6　詞法符號的定義324
25.7　命令行語法的定義325
25.8　Xinu殼的實現325
25.9　符號的存儲327
25.10　詞法分析器代碼327
25.11　命令解釋器的核心330
25.12　命令名查詢和內部處理336
25.13　傳給命令的參數336
25.14　嚮外部命令傳遞參數337
25.15　I/O重定嚮339
25.16　示例命令函數（sleep）340
25.17　觀點341
25.18　總結341
練習342
附錄1　操作係統移植343
附錄2　Xinu設計注解349
索引352
· · · · · · (收起)