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目 录 　　第1章　操作系统原理　1 　　1.1 　操作系统的作用　3 　　1.2 　进程管理　3 　　1.3 　进程地址空间　4 　　1.4 　操作系统服务　5 　　1.5 　虚拟内存　6 　　1.6 　调度　8 　　1.7 　硬件和驱动程序　9 　　1.8 　小结　11 　　第2章　Mac OS X和iOS　12 　　2.1 　XNU内核　17 　　2.1.1 　内核扩展（KEXT）　18 　　2.1.2 　Mach　18 　　2.1.3 　BSD层　27 　　2.1.4 　I/O Kit　29 　　2.2 　小结　31 　　第3章　Xcode和内核开发环境　32 　　3.1 　语言的选择：C++　32 　　3.2 　Xcode　33 　　3.3 　“Hello World”内核扩展　34 　　3.4 　加载和卸载内核扩展　37 　　3.5 　使用控制台查看输出　39 　　3.6 　小结　40 　　第4章　I/O Kit框架　41 　　4.1 　I/O Kit 模型　41 　　4.2 　对象关系　43 　　4.3 　Info.plist文件　43 　　4.3.1 　驱动程序类　46 　　4.3.2 　IORegistryExplorer　50 　　4.4 　内核库：libkern　52 　　4.4.1 　OSObject　52 　　4.4.2 　容器类　54 　　4.5 　小结　56 　　第5章　应用程序与驱动程序的交互　57 　　5.1 　I/O Kit框架　58 　　5.2 　查找驱动程序　58 　　5.3 　观察设备移除　63 　　5.4 　修改设备驱动程序属性　65 　　5.5 　基于状态的交互　68 　　5.6 　驱动程序的通知　79 　　5.7 　小结　83 　　第6章　内存管理　84 　　6.1 　内存类型　84 　　6.1.1 　CPU物理地址　85 　　6.1.2 　总线物理地址　85 　　6.1.3 　用户和内核虚拟地址　85 　　6.1.4 　内存顺序：大端序和小端序　86 　　6.1.5 　32位和64位内存寻址　87 　　6.2 　内存分配　88 　　6.2.1 　底层分配机制　89 　　6.2.2 　Mach内存域分配器　89 　　6.2.3 　kalloc家族　89 　　6.2.4 　BSD中的内存分配　90 　　6.2.5 　I/O Kit内存分配　91 　　6.2.6 　使用C++的new操作符分配内存　92 　　6.3 　内存描述符　92 　　6.3.1 　IOBufferMemoryDescriptor　94 　　6.3.2 　其他的内存描述符　95 　　6.4 　映射内存　95 　　6.4.1 　用户空间任务到内核空间的内存映射　95 　　6.4.2 　IOMemoryMap类　97 　　6.4.3 　内核到用户空间任务的内存映射　98 　　6.4.4 　将内存映射到指定的用户空间任务　99 　　6.4.5 　物理地址映射　100 　　6.5 　小结　101 　　第7章　同步和线程　102 　　7.1 　同步原语　102 　　7.2 　原子操作　104 　　7.3 　锁　107 　　7.3.1 　自旋锁　107 　　7.3.2 　互斥　109 　　7.3.3 　条件变量　110 　　7.3.4 　读/写互斥　112 　　7.4 　同步异步事件：工作环　113 　　7.4.1 　IOCommandGate　115 　　7.4.2 　定时器　116 　　7.4.3 　释放工作环　117 　　7.5 　内核线程　118 　　7.6 　小结　119 　　第8章　USB　120 　　8.1 　USB体系结构　120 　　8.1.1 　USB传输速度　122 　　8.1.2 　主机控制器　123 　　8.1.3 　USB协议　124 　　8.1.4 　端点　126 　　8.1.5 　USB描述符　126 　　8.1.6 　USB设备类　127 　　8.2 　I/O Kit USB支持　128 　　8.2.1 　USB设备和驱动程序处理　129 　　8.2.2 　加载USB驱动程序　130 　　8.2.3 　USB Prober　132 　　8.2.4 　驱动程序示例：USB大容量存储器设备驱动程序　133 　　8.2.5 　驱动程序启动　138 　　8.2.6 　处理设备移除　138 　　8.2.7 　枚举接口　139 　　8.2.8 　枚举端点　140 　　8.2.9 　执行设备请求　141 　　8.2.10 　执行批量端点和中断端点的I/O　144 　　8.3 　小结　147 　　第9章　PCI Express和Thunderbolt　148 　　9.1 　I/O Kit中的PCI　150 　　9.1.1 　匹配和加载驱动程序　151 　　9.1.2 　驱动程序示例：一个简单的PCI驱动程序　154 　　9.1.3 　访问配置空间寄存器　156 　　9.1.4 　PCI I/O内存区　158 　　9.1.5 　处理设备移除　161 　　9.2 　中断　162 　　9.2.1 　I/O Kit中断机制　163 　　9.2.2 　注册接收中断　164 　　9.2.3 　启用MSI　166 　　9.2.4 　处理主中断　166 　　9.2.5 　处理二级中断　168 　　9.3 　直接内存访问　168 　　9.3.1 　将物理地址转换为总线地址　170 　　9.3.2 　为DMA准备内存　171 　　9.3.3 　建立分散/聚集列表　172 　　9.3.4 　IODMACommand类　173 　　9.4 　小结　175 　　第10章　电源管理　177 　　10.1 　响应电源状态改变　179 　　10.2 　请求电源状态改变　184 　　10.3 　处理设备空闲　185 　　10.4 　观察设备电源状态改变　186 　　10.5 　汇总　187 　　10.6 　小结　191 　　第11章　串行端口驱动程序　192 　　11.1 　Mac OS X串行端口体系结构概览　192 　　11.2 　串行端口驱动程序　194 　　11.3 　实现IOSerialDriverSync类　197 　　11.4 　串行端口状态　200 　　11.5 　串行端口事件　204 　　11.6 　串行数据传输　207 　　11.7 　从用户空间访问串行端口　211 　　11.8 　小结　214 　　第12章　音频驱动程序　215 　　12.1 　数字音频和音频设备简介　215 　　12.2 　Core Audio　217 　　12.3 　I/O Kit音频支持　218 　　12.4 　实现一个音频驱动程序　219 　　12.4.1 　驱动程序和硬件初始化　221 　　12.4.2 　注册音频控制　223 　　12.4.3 　实现音频引擎　225 　　12.4.4 　 I/O引擎初始化　226 　　12.4.5 　其他的音频引擎功能　235 　　12.5 　小结　236 　　第13章　网络　238 　　13.1 　网络内核扩展　242 　　13.1.1 　内核控制KPI　242 　　13.1.2 　套接字过滤器　242 　　13.1.3 　因特网协议过滤器　250 　　13.1.4 　接口过滤器　255 　　13.2 　调试和测试网络扩展　258 　　13.3 　I/O Kit中的网络　259 　　13.3.1 　构建简单以太网控制器驱动程序　261 　　13.3.2 　MyEthernetDriver设计　262 　　13.3.3 　驱动程序初始化和启动　264 　　13.3.4 　介质和状态选择　266 　　13.3.5 　配置设备硬件地址　268 　　13.3.6 　启用和禁用设备　268 　　13.3.7 　传输网络分组　270 　　13.3.8 　接收分组　271 　　13.3.9 　对MyEthernetDriver进行测试　274 　　13.4 　小结　276 　　第14章　存储系统　277 　　14.1 　传输层驱动程序　278 　　14.2 　IOBlockStorageDevice接口　279 　　14.3 　构建RAM磁盘设备　282 　　14.4 　分区规则　292 　　14.4.1 　实现一个示例分区规则　293 　　14.4.2 　媒介内容线索属性　300 　　14.5 　媒介过滤器驱动程序　300 　　14.5.1 　加密过滤器规则示例　302 　　14.5.2 　创建一个自定义GUID分区表　306 　　14.6 　小结　308 　　第15章　用户空间USB驱动程序　310 　　15.1 　背景　310 　　15.2 　IOUSBLib框架　311 　　15.3 　处理异步操作　315 　　15.4 　IOUSBDeviceInterface类　316 　　15.5 　IOUSBInterfaceInterface类　320 　　15.5.1 　属性方法　321 　　15.5.2 　端点数据传输方法　322 　　15.5.3 　低延迟同步传输　328 　　15.6 　小结　330 　　第16章　调试　331 　　16.1 　常见的问题类型　331 　　16.2 　内核恐慌　332 　　16.3 　调试机制　333 　　16.3.1 　启动时修复崩溃　335 　　16.3.2 　采用IOLog()追踪　335 　　16.3.3 　输出栈跟踪　336 　　16.3.4 　通过FireWire远程跟踪　337 　　16.3.5 　远程内核核心转储　339 　　16.3.6 　KDB　340 　　16.3.7 　通过以太网或FireWire使用GDB远程调试　340 　　16.3.8 　实时调试运行的内核　344 　　16.3.9 　使用虚拟机调试　344 　　16.3.10 　在内核中使用GDB调试　344 　　16.3.11 　使用Activity Monitor诊断挂起进程　354 　　16.3.12 　查找内存和资源泄漏　355 　　16.4 　小结　356 　　第17章　高级内核编程　357 　　17.1 　内核中的SSE和浮点　357 　　17.2 　多功能驱动程序　358 　　17.3 　编写I/O Kit族　358 　　17.4 　内核控制KPI　359 　　17.4.1 　内核控制注册　361 　　17.4.2 　客户端连接　362 　　17.4.3 　获取和设置选项　363 　　17.4.4 　从用户空间访问内核控制　364 　　17.5 　内核中的进程处理　365 　　17.6 　加载资源　366 　　17.7 　KEXT资源之外的内容　367 　　17.8 　内核驱动程序通知　368 　　17.9 　小结　371 　　第18章　部署　372 　　18.1 　安装和加载内核扩展　372 　　18.2 　加载首选项和设置　374 　　18.3 　内核扩展的版本管理　375 　　18.4 　测试和品质保证　375 　　18.5 　打包KEXT和软件　376 　　18.5.1 　构建Hello World内核扩展安装包　378 　　18.5.2 　将内容添加至安装包　378 　　18.5.3 　配置安装包　379 　　18.5.4 　构建安装包　382 　　18.5.5 　卸载安装包　383 　　18.6 　小结　383 　　索引　385