操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)之路

出版說明
前言
第1章 操作系統(tǒng)概述
1.1 操作系統(tǒng)的基本概念
1.1.1 操作系統(tǒng)的功能
1.1.2 操作系統(tǒng)的分類
1.1.3 操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
1.1.4 操作系統(tǒng)的基本概念
1.2 嵌入式系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)
1.2.1 嵌入式系統(tǒng)概述
1.2.2 嵌入式操作系統(tǒng)概述
1.2.3 嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)
1.2.4 嵌入式操作系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的區(qū)別
1.2.5 嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)
1.3 Hello China操作系統(tǒng)概述
1.3.1 Hello China的主要功能
1.3.2 Hello China的架構(gòu)
1.3.3 Hello China的主要特點(diǎn)
1.3.4 Hello China的應(yīng)用場景
1.3.5 面向?qū)ο笏枷氲哪M
1.4 實(shí)例：一個簡單的IP路由器的實(shí)現(xiàn)
1.4.1 概述
1.4.2 路由器的硬件結(jié)構(gòu)
1.4.3 路由器的軟件功能
1.4.4 各任務(wù)的實(shí)現(xiàn)

第2章 Hello China的安裝和使用
2.1 Hello China安裝概述
2.2 Hello China在Virtual PC上的安裝
2.2.1 Hello China在Virtual PC上的啟動過程
2.2.2 Hello China在Virtual PC上的安裝過程
2.3 Hello China在物理計(jì)算機(jī)上的安裝
2.3.1 安裝注意事項(xiàng)
2.3.2 在Windows XP操作系統(tǒng)上的安裝
2.3.3 在Windows 7操作系統(tǒng)上的安裝
2.4 Hello China的卸載
2.5 Hello China的使用
2.6 內(nèi)核的編譯和生成
2.6.1 Hello China內(nèi)核的開發(fā)環(huán)境
2.6.2 開發(fā)環(huán)境的搭建
2.6.3 內(nèi)核映像文件的生成

第3章 Hello China的引導(dǎo)和初始化
3.1 概述
3.2 個人計(jì)算機(jī)的引導(dǎo)和初始化
3.2.1 BIOS的引導(dǎo)工作
3.2.2 硬盤邏輯結(jié)構(gòu)及引導(dǎo)扇區(qū)的功能
3.2.3 操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)的功能和局限
3.2.4 預(yù)置引導(dǎo)法概述
3.2.5 預(yù)置引導(dǎo)法在FAT32文件系統(tǒng)上的實(shí)現(xiàn)
3.2.6 預(yù)置引導(dǎo)法在NTFS文件系統(tǒng)上的實(shí)現(xiàn)
3.2.7 通過軟盤啟動Hello China
3.3 嵌入式操作系統(tǒng)的引導(dǎo)和初始化
3.3.1 典型嵌入式系統(tǒng)內(nèi)存映射布局
3.3.2 嵌入式系統(tǒng)的啟動概述
3.3.3 常見嵌入式操作系統(tǒng)的加載方式
3.3.4 嵌入式系統(tǒng)軟件的寫入
3.4 Hello China的初始化
3.4.1 實(shí)地址模式下的初始化
3.4.2 保護(hù)模式下的初始化
3.4.3 操作系統(tǒng)核心功能的初始化
3.4.4 Hello China的內(nèi)存布局圖
3.5 Hello China的字符shell
3.5.1 字符shell的概述和啟動
3.5.2 shell的消息處理過程
3.5.3 實(shí)例：增加一個字符shell內(nèi)置命令
3.6 從保護(hù)模式切換回實(shí)模式
3.6.1 模式切換概述
3.6.2 實(shí)模式服務(wù)調(diào)用舉例
3.6.3 保護(hù)模式切換到實(shí)模式
3.7 引導(dǎo)和初始化總結(jié)

第4章 Hello China線程的實(shí)現(xiàn)
4.1 進(jìn)程、線程和任務(wù)
4.2 Hello China的線程實(shí)現(xiàn)
4.2.1 核心線程管理對象
4.2.2 線程的狀態(tài)及其切換
4.2.3 核心線程對象
4.2.4 線程的上下文
4.2.5 線程的創(chuàng)建和初始化
4.2.6 線程的結(jié)束
4.2.7 線程的消息隊(duì)列
4.2.8 線程的切換-中斷上下文
4.2.9 線程的切換-系統(tǒng)調(diào)用上下文
4.2.10 上下文保存和切換的底層函數(shù)
4.2.11 線程的睡眠與喚醒
4.2.12 核心線程實(shí)現(xiàn)總結(jié)

第5章 內(nèi)存管理機(jī)制
5.1 內(nèi)存管理機(jī)制概述
5.2 IA32 CPU內(nèi)存管理機(jī)制
5.2.1 IA32 CPU內(nèi)存管理機(jī)制概述
5.2.2 幾個重要的概念
5.2.3 分段機(jī)制的應(yīng)用
5.2.4 分頁機(jī)制的應(yīng)用
5.3 Power PC CPU的內(nèi)存管理機(jī)制
5.4 Hello China內(nèi)存管理模型
5.4.1 Hello China的內(nèi)存管理模型
5.4.2 Hello China的內(nèi)存布局
5.4.3 核心內(nèi)存池的管理
5.4.4 頁框管理對象
5.4.5 頁面索引對象
5.4.6 虛擬內(nèi)存管理對象
5.5 線程本地堆
5.5.1 線程本地堆概述
5.5.2 堆的功能需求定義
5.5.3 堆的實(shí)現(xiàn)概要
5.5.4 堆的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)
5.6 Hello China的內(nèi)存管理機(jī)制總結(jié)

第6章 系統(tǒng)調(diào)用的原理與實(shí)現(xiàn)
6.1 系統(tǒng)調(diào)用概述
6.2 Hello China系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)
6.3 系統(tǒng)調(diào)用時的參數(shù)傳遞

第7章 線程互斥和同步機(jī)制的實(shí)現(xiàn)
7.1 互斥和同步概述
7.2 關(guān)鍵區(qū)段概述
7.3 關(guān)鍵區(qū)段產(chǎn)生的原因
7.3.1 多個線程之間的競爭
7.3.2 中斷服務(wù)程序與線程之間的競爭
7.3.3 多個CPU之間的競爭
7.4 單CPU下關(guān)鍵區(qū)段的實(shí)現(xiàn)
7.5 多CPU下關(guān)鍵區(qū)段的實(shí)現(xiàn)
7.5.1 多CPU環(huán)境下的實(shí)現(xiàn)方式
7.5.2 Hello China的未來實(shí)現(xiàn)
7.6 Power PC下關(guān)鍵區(qū)段的實(shí)現(xiàn)
7.6.1 Power PC提供的互斥訪問機(jī)制
7.6.2 多CPU環(huán)境下的互斥機(jī)制
7.7 關(guān)鍵區(qū)段使用注意事項(xiàng)
7.8 Semaphore概述
7.9 Semaphore對象的定義
7.10 Semaphore對象的實(shí)現(xiàn)
7.10.1 Initialize和Uninitialize的實(shí)現(xiàn)
7.10.2 WaitForThisObject的實(shí)現(xiàn)
7.10.3 WaitForThisObjectEx的實(shí)現(xiàn)
7.10.4 ReleaseSemaphore的實(shí)現(xiàn)
7.11 互斥和同步機(jī)制總結(jié)

第8章 中斷和定時處理機(jī)制的實(shí)現(xiàn)
8.1 中斷和異常概述
8.2 硬件相關(guān)部分處理
8.2.1 IA32中斷處理過程
8.2.2 IDT初始化
8.3 硬件無關(guān)部分處理
8.3.1 系統(tǒng)對象和中斷對象
8.3.2 中斷調(diào)度過程
8.3.3 缺省中斷處理函數(shù)
8.4 對外服務(wù)接口
8.5 系統(tǒng)時鐘中斷
8.5.1 系統(tǒng)時鐘中斷概述
8.5.2 系統(tǒng)時鐘中斷的初始化
8.5.3 系統(tǒng)時鐘中斷處理函數(shù)的主要工作
8.5.4 時鐘中斷周期對系統(tǒng)實(shí)時性的影響分析
8.6 注意事項(xiàng)
8.7 定時器概述
8.7.1 SetTimer函數(shù)的調(diào)用
8.7.2 CancelTimer函數(shù)的調(diào)用
8.7.3 ResetTimer函數(shù)的調(diào)用
8.8 設(shè)置定時器操作
8.9 定時器超時處理
8.10 定時器取消處理
8.11 定時器復(fù)位
8.12 定時器注意事項(xiàng)

第9章 系統(tǒng)總線和設(shè)備管理
9.1 系統(tǒng)總線概述
9.1.1 系統(tǒng)總線
9.1.2 總線管理模型
9.1.3 設(shè)備標(biāo)識符
9.2 系統(tǒng)資源管理
9.2.1 資源描述對象
9.2.2 IO端口資源管理
9.3 驅(qū)動程序接口
9.3.1 GetResource
9.3.2 GetDevice
9.3.3 CheckPortRegion
9.3.4 ReservePortRegion
9.3.5 ReleasePortRegion
9.3.6 AppendDevice
9.3.7 DeleteDevice
9.4 PCI總線驅(qū)動程序概述
9.4.1 PCI總線概述
9.4.2 PCI設(shè)備的配置空間
9.4.3 配置空間關(guān)鍵字段的說明
9.4.4 PCI配置空間的讀取與設(shè)置
9.5 PCI總線驅(qū)動程序的實(shí)現(xiàn)
9.5.1 探測PCI總線是否存在
9.5.2 對普通PCI設(shè)備進(jìn)行枚舉
9.5.3 配置PCI橋接設(shè)備

第10章 設(shè)備驅(qū)動程序管理
10.1 設(shè)備管理框架
10.1.1 概述
10.1.2 通用的操作系統(tǒng)設(shè)備管理機(jī)制
10.1.3 設(shè)備管理框架的實(shí)現(xiàn)
10.1.4 IO管理器
10.2 設(shè)備驅(qū)動程序
10.2.1 設(shè)備請求控制塊
10.2.2 設(shè)備驅(qū)動程序?qū)ο蟮亩x
10.2.3 設(shè)備驅(qū)動程序的物理結(jié)構(gòu)
10.2.4 設(shè)備驅(qū)動程序的功能函數(shù)
10.2.5 DriverEntry的實(shí)現(xiàn)
10.2.6 UnloadEntry的實(shí)現(xiàn)
10.3 設(shè)備對象
10.3.1 設(shè)備對象的定義
10.3.2 設(shè)備對象的命名
10.3.3 設(shè)備對象的類型
10.3.4 設(shè)備對象的設(shè)備擴(kuò)展
10.3.5 設(shè)備的打開操作
10.3.6 設(shè)備命名策略
10.4 設(shè)備的中斷管理
10.5 設(shè)備管理實(shí)例：串口通信程序
10.5.1 串行通信接口概述
10.5.2 串行通信編程方式
10.6 設(shè)備驅(qū)動程序管理總結(jié)

第11章 圖形用戶界面
11.1 圖形用戶界面概述
11.2 符合VESA標(biāo)準(zhǔn)的顯示卡操作方法
11.2.1 判斷顯示卡是否支持VBE標(biāo)準(zhǔn)
11.2.2 切換到0x118工作模式
11.3 對顯示設(shè)備的封裝-Video對象
11.3.1 GUI模塊的分層架構(gòu)
11.3.2 Video對象
11.3.3 通用繪制層簡介
11.4 鼠標(biāo)指針的實(shí)現(xiàn)
11.5 窗口消息傳遞機(jī)制概述
11.6 Hello China的窗口機(jī)制
11.6.1 父窗口要完全包含子窗口
11.6.2 二層窗口剪切域
11.6.3 二層窗口剪切域的實(shí)現(xiàn)
11.7 Hello China窗口機(jī)制的實(shí)現(xiàn)
11.7.1 窗口管理器與窗口對象
11.7.2 窗口函數(shù)與窗口消息
11.7.3 窗口歸屬線程
11.7.4 窗口樹
11.8 用戶輸入處理和消息傳遞
11.8.1 用戶輸入和消息傳遞過程簡介
11.8.2 設(shè)備驅(qū)動程序的工作
11.8.3 設(shè)備輸入管理器
11.8.4 GUI原始輸入線程-GUIRAWIT
11.8.5 消息循環(huán)的本質(zhì)
11.8.6 應(yīng)用線程之間的窗口消息交互
11.9 Hello China的GUI Shell
11.9.1 GUI Shell概述
11.9.2 GUI Shell的啟動和初始化
11.9.3 加載一個應(yīng)用程序
11.9.4 GUI Shell的退出
11.10 GUI模塊的開發(fā)方法

第12章 文件系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)
12.1 文件系統(tǒng)概述
12.1.1 文件系統(tǒng)的基本概念
12.1.2 文件系統(tǒng)的操作——fs程序
12.2 FAT32文件系統(tǒng)原理
12.2.1 FAT32卷的布局
12.2.2 引導(dǎo)扇區(qū)和BPB
12.2.3 文件分配表
12.2.4 文件目錄項(xiàng)
12.2.5 文件的查找
12.3 Hello China文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
12.3.1 IO管理器
12.3.2 文件系統(tǒng)的加載和初始化
12.3.3 存儲設(shè)備驅(qū)動程序
12.3.4 分區(qū)的識別和安裝
12.3.5 文件的打開操作
12.3.6 文件的讀取操作
12.4 文件系統(tǒng)API的使用舉例
12.5 文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)總結(jié)

第13章 應(yīng)用程序開發(fā)方法
13.1 概述
13.2 HCX文件的結(jié)構(gòu)和加載過程
13.2.1 HCX文件的格式
13.2.2 HCX文件的生成方式
13.2.3 HCX文件的加載和執(zhí)行
13.3 Hello China應(yīng)用程序開發(fā)步驟
13.3.1 建立應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境
13.3.2 啟動VS 2008，建立一個新的應(yīng)用程序
13.3.3 在應(yīng)用程序中添加源代碼
13.3.4 對新建的應(yīng)用程序進(jìn)行設(shè)置
13.3.5 編寫應(yīng)用程序代碼，并進(jìn)行編譯鏈接
13.3.6 對生成的DLL進(jìn)行處理，形成HCX文件
13.3.7 運(yùn)行生成的HCX文件
13.4 應(yīng)用程序開發(fā)總結(jié)

第14章 開發(fā)輔助工具
14.1 開發(fā)輔助工具概述
14.2 PE文件格式簡介
14.2.1 MS-DOS頭和DOS stub程序
14.2.2 PE文件頭
14.2.3 PE文件中的節(jié)
14.3 開發(fā)輔助工具的實(shí)現(xiàn)和使用
14.3.1 process工具
14.3.2 hcxbuild工具
14.3.3 append工具
14.3.4 vfmaker工具
14.3.5 dumpf32和mkntfsbs工具

附錄
附錄A 關(guān)于操作系統(tǒng)開發(fā)的兩篇博文
A.1 操作系統(tǒng)開發(fā)過程應(yīng)遵循的一些原則
A.2 對操作系統(tǒng)開發(fā)的一些相關(guān)問題的思考
附錄B 源代碼組織結(jié)構(gòu)說明
附錄C 內(nèi)核開發(fā)環(huán)境的搭建
C.1 概述
C.2 Microsoft Visual C++的設(shè)置
C.3 操作系統(tǒng)開發(fā)中常用的Microsoft Visual C++特性
C.4 搭建操作系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境
C.5 操作系統(tǒng)核心模塊開發(fā)示例
參考文獻(xiàn)