保护方式下的80386及其编程

英文原版作者是80386 CPU的总设计师John Crwaford，以及Patrick Gelsinger，原著名称为《Programming the 80386》。 内容提要 阐述80386的保护虚地址方式,分析了保护方式下的寻址,特权机制,特权的保护和控制转移,任务及任务切换机制,分页机制和虚拟地址与实地址之间的映射等。 主题 微处理机 中图分类号 TP368.1 著者 周明德 主编 附加款目 田云 编著

Unix操作系统设计（中文版）

内容提要 　　本书以UNIX系统为背景，全面、系统地介绍了UNIX操作系统内核的内部数据结构和算法。本书可作为大学计算机科学系高年级学生和研究生的教材或参考书。本书也可为从事UNIX系统研究与实用程序开发人员提供了一本极有价值的参考资料。本书首先对系统内核结构做了简要介绍，然后分章节描述了文件系统、进程调度和存储管理，并在此基础上讨论了UNIX系统的高级问题，如驱动程序接口、进程间通信与网络等。在每章之后，还给出了大量富有启发性和实际意义的题目。 目录译者序前言第1章 系统概貌 1.1 历史 1.2 系统结构 1.3 用户看法 1.3.1 文件系统 1.3.2 处理环境 1.3.3 构件原语 1.4 操作系统服务 1.5 关于硬件的假设 1.5.1 中断与例外 1.5.2 处理机执行级 1.5.3 存储管理 1.6 本章小结第2章 内核导言 2.1 UNIX操作系统的体系结构 2.2 系统概念介绍 2.2.1 文件子系统概貌 2.2.2 进程 2.3 内核数据结构 2.4 系统管理 2.5 本章小结 2.6 习题第3章 数据缓冲区高速缓冲 3.1 缓冲头部 3.2 缓冲池的结构 3.3 缓冲区的检索 3.4 读磁盘块与写磁盘块 3.5 高速缓冲的优点与缺点 3.6 本章小结 3.7 习题第4章 文件的内部表示 4.1 索引节点 4.1.1 定义 4.1.2 对索引节点的存取 4.1.3 释放索引节点 4.2 正规文件的结构 4.3 目录 4.4 路径名到索引节点的转换 4.5 超级块 4.6 为新文件分配索引节点 4.7 磁盘块的分配 4.8 其他文件类型 4.9 本章小结 4.10 习题第5章 文件系统的系统调用 5.1 系统调用open 5.2 系统调用read 5.3 系统调用write 5.4 文件和记录的上锁 5.5 文件的输入/输出位置的调整—lseek 5.6 系统调用close 5.7 文件的建立 5.8 特殊文件的建立 5.9 改变目录及根 5.10 改变所有者及许可权方式 5.11 系统调用stat和fstat 5.12 管道 5.12.1 系统调用pipe 5.12.2 有名管道的打开 5.12.3 管道的读和写 5.12.4 管道的关闭 5.12.5 例 5.13 系统调用dup 5.14 文件系统的安装和拆卸 5.14.1 在文件路径名中跨越安装点 5.14.2 文件系统的拆卸 5.15 系统调用link 5.16 系统调用unlink 5.16.1 文件系统的一致性 5.16.2 竞争条件 5.17 文件系统的抽象 5.18 文件系统维护 5.19 本章小结 5.20 习题第6章 进程结构 6.1 进程的状态和状态的转换 6.2 系统存储方案 6.2.1 区 6.2.2 页和页表 6.2.3 内核的安排 6.2.4 u区 6.3 进程的上下文 6.4 进程上下文的保存 6.4.1 中断和例外 6.4.2 系统调用的接口 6.4.3 上下文切换 6.4.4 为废弃返回（abortive return）而保存上下文 6.4.5 在系统和用户地址空间之间拷贝数据 6.5 进程地址空间的管理 6.5.1 区的上锁和解锁 6.5.2 区的分配 6.5.3 区附接到进程 6.5.4 区大小的改变 6.5.5 区的装入 6.5.6 区的释放 6.5.7 区与进程的断接 6.5.8 区的复制 6.6 睡眠 6.6.1 睡眠事件及地址 6.6.2 算法sleep和wakeup 6.7 本章小结 6.8 习题第7章 进程控制 7.1 进程的创建 7.2 软中断信号 7.2.1 软中断信号的处理 7.2.2 进程组 7.2.3 从进程发送软中断信号 7.3 进程的终止 7.4 等待进程的终止 7.5 对其他程序的引用 7.6 进程的用户标识号 7.7 改变进程的大小 7.8 shell程序 7.9 系统自举和进程init 7.10 本章小结 7.11 习题第8章 进程调度和时间 8.1 进程调度 8.1.1 算法 8.1.2 调度参数 8.1.3 进程调度的例子 8.1.4 进程优先权的控制 8.1.5 公平共享调度 8.1.6 实时处理 8.2 有关时间的系统调用 8.3 时钟 8.3.1 重新启动时钟 8.3.2 系统的内部定时 8.3.3 直方图分析 8.3.4 记帐和统计 8.3.5 计时 8.4 本章小结第9章 存储管理策略 9.1 对换 9.1.1 对换空间的分配 9.1.2 进程的换出 9.1.3 进程的换入 9.2 请求调页 9.2.1 请求调页的数据结构 9.2.2 偷页进程 9.2.3 页面错 9.2.4 在简单硬件支持下的请示调页系统 9.3 对换和请示调页的混合系统 9.4 本章小结 9.5 习题第10章 输入/输出子系统 10.1 驱动程序接口 10.1.1 系统配置 10.1.2 系统调用与驱动程序接口 10.1.3 中断处理程序 10.2 磁盘驱动程序 10.3 终端驱动程序 10.3.1 字符表clist 10.3.2 标准方式下的终端驱动程序 10.3.3 原始方式下的终端驱动程序 10.3.4 终端拧询 10.3.5 建立控制终端 10.3.6 间接终端驱动程序 10.3.7 注册到系统 10.4 流 10.4.1 流的详细的示例 10.4.2 对流的分析 10.5 本章小结 10.6 习题第11章进程间通信 11.1 进程跟踪 11.2 系统V IPC 11.2.1 消息 11.2.2 共享存储区 11.2.3 信号量 11.2.4 总的评价 11.3 网络通信 11.4 套接字 11.5 本章小结 11.6 习题第12章 多处理机系统 12.1 多处理机系统的问题 12.2 主从处理机解决方法 12.3 信号量解决方法 12.3.1 信号量定义 12.3.2 信号量实现 12.3.3 几个算法 12.4 Tunis系统 12.5 性能局限性 12.6 习题第13章 分布式UNIX系统 13.1 卫星处理机系统 13.2 纽卡斯尔连接 13.3 透明型分布式文件系统 13.4 无存根进程的透明分布式模型 13.5 本章小结 13.6 习题附录A 系统调用参考文献索引

操作系统设计与实现（PDF）

第1章 引言 1.1 什么是操作系统 1.1.1 操作系统作为扩展机 1.1.2 操作系统作为资源管理器 1.2 操作系统的发展历史 1.2.1 第一代计算机（1945-1955）：真空管和插接板 1.2.2 第二代计算机（1955-1965）：晶体管和批处理系统 1.2.3 第三代计算机（1965-1980）：集成电路和多道程序 1.2.4 第四代计算机（1980-）：个人计算机 1.2.5 MINIX 3的历史 1.3 操作系统概念 1.3.1 进程 1.3.2 文件 1.3.3 命令解释器 1.4 系统调用 1.4.1 进程管理的系统调用 1.4.2 信号管理的系统调用 1.4.3 文件管理的系统调用 1.4.4 目录管理的系统调用 1.4.5 保护的系统调用 1.4.6 时间管理的系统调用 1.5 操作系统结构 1.5.1 整体结构 1.5.2 分层结构 1.5.3 虚拟机 1.5.4 外核 1.5.5 客户-服务器模型 1.6 剩余各章内容简介 1.7 小结 习题 第2章 进程 2.1 进程介绍 2.1.1 进程模型 2.1.2 进程的创建 2.1.3 进程的终止 2.1.4 进程的层次结构 2.1.5 进程的状态 2.1.6 进程的实现 2.1.7 线程 2.2 进程间通信 2.2.1 竞争条件 2.2.2 临界区 2.2.3 忙等待形式的互斥 关闭中断 锁变量 严格交替法 Peterson解决方案 TSL指令 2.2.4 睡眠和唤醒 生产者-消费者问题 2.2.5 信号量 用信号量解决生产者-消费者问题 2.2.6 互斥 2.2.7 管程 2.2.8 消息传递 消息传递系统的设计要点 用消息传递解决生产者-消费者问题 2.3 经典IPC问题 2.3.1 哲学家进餐问题 2.3.2 读者-写者问题 2.4 进程调度 2.4.1 调度介绍 进程行为 什么时候调度 调度算法的分类 调度算法的目标 2.4.2 批处理系统中的调度 先到先服务 最短作业优先 最短剩余时间优先 三级调度 2.4.3 交互式系统中的调度 时间片轮转调度 优先级调度 多重队列 最短进程优先 保证调度算法 彩票调度算法 公平分享调度 2.4.4 实时系统调度 2.4.5 策略与机制 2.4.6 线程调度 2.5 MINIX 3进程概述 2.5.1 MINIX 3的内部结构 2.5.2 MINIX 3中的进程管理 MINIX 3的启动 进程树的初始化 2.5.3 MINIX 3中的进程间通信 2.5.4 MINIX 3中的进程调度 2.6 MINIX 3中进程的实现 2.6.1 MINIX 3源代码的组织 2.6.2 编译及运行MINIX 3 2.6.3 公共头文件 2.6.4 MINIX 3头文件 2.6.5 进程数据结构和头文件 2.6.6 引导MINIX 3 2.6.7 系统初始化 2.6.8 MINIX的中断处理 2.6.9 MINIX 3的进程间通信 2.6.10 MINIX的进程调度 2.6.11 与硬件相关的内核支持 硬件相关的中断支持 Intel保护模式支持 2.6.12 实用程序和内核库 2.7 MINIX 3的系统任务 2.7.1 系统任务综述 2.7.2 系统任务的实现 2.7.3 系统库的实现 2.8 MINIX 3的时钟任务 2.8.1 时钟硬件 2.8.2 计时程序 2.8.3 MINIX 3中的时钟驱动程序总览 时钟任务 时钟中断处理程序 看门狗时钟 毫秒计时 时钟服务小结 2.8.4 MINIX 3中的时钟驱动程序的应用 2.9 小结 习题 第3章 输入/输出系统 3.1 I/O硬件原理 3.1.1 I/O设备 3.1.2 设备控制器 3.1.3 内存映射I/O 3.1.4 中断 3.1.5 直接存储器存取 3.2 I/O软件的原理 3.2.1 I/O软件的目标 3.2.2 中断处理器 3.2.3 设备驱动程序 3.2.4 与设备无关的I/O软件 设备驱动程序的统一接口 缓冲 错误报告 分配和释放专用设备 与设备无关的块大小 3.2.5 用户空间的I/O软件 3.3 死锁 3.3.1 资源 3.3.2 死锁的原理 死锁的条件 死锁模型 3.3.3 鸵鸟算法 3.3.4 死锁的检测和恢复 3.3.5 死锁的预防 3.3.6 避免死锁 单一资源的银行家算法 资源轨迹 多种资源的银行家算法 3.4 MINIX 3中的I/O概述 3.4.1 MINIX 3中的中断处理器和I/O访问 3.4.2 MINIX 3的设备驱动程序 3.4.3 MINIX 3中与设备无关的I/O软件 3.4.4 MINIX 3中的用户级I/O软件 3.4.5 MINIX 3的死锁处理 3.5 MINIX 3中的块设备 3.5.1 MINIX 3中的块设备驱动程序概述 3.5.2 通用块设备驱动程序软件 3.5.3 驱动程序库 3.6 RAM盘 3.6.1 RAM盘硬件和软件 3.6.2 MINIX 3中的RAM盘驱动程序概述 3.6.3 MINIX 3中RAM盘驱动程序的实现 3.7 磁盘 3.7.1 磁盘硬件 3.7.2 RAID 3.7.3 磁盘软件 磁盘臂调度算法 错误处理 每次一道缓冲 3.7.4 MINIX 3中的硬盘驱动程序简介 3.7.5 MINIX 3中硬盘驱动程序的实现 3.7.6 软盘处理 3.8 终端 3.8.1 终端硬件 内存映射终端 RS-232终端 3.8.2 终端软件 输入软件 输出软件 3.8.3 MINIX 3中的终端驱动程序简介 终端输入 终端输出 可加载的键位映射表 可装载字体 3.8.4 设备无关终端驱动程序的实现 终端驱动程序数据结构 设备无关终端驱动程序 终端驱动程序支持代码 3.8.5 键盘驱动程序的实现 3.8.6 显示驱动程序的实现 3.9 小结 习题 第4章 存储管理 4.1 基本的存储管理 4.1.1 单道程序存储管理 4.1.2 固定分区的多道程序系统 4.1.3 重定位和存储保护 4.2 交换技术 4.2.1 基于位图的存储管理 4.2.2 基于链表的存储管理 4.3 虚拟存储管理 4.3.1 虚拟页式存储管理 4.3.2 页表 多级页表 页表项的结构 4.3.3 关联存储器TLB 软件TLB管理 4.3.4 反置页表 4.4 页面置换算法 4.4.1 最优页面置换算法 4.4.2 最近未使用页面置换算法 4.4.3 先进先出页面置换算法 4.4.4 第二次机会页面置换算法 4.4.5 时钟页面置换算法 4.4.6 最近最久未使用页面置换算法 4.4.7 LRU算法的软件模拟 4.5 页式存储管理中的设计问题 4.5.1 工作集模型 4.5.2 局部与全局分配策略 4.5.3 页面大小 4.5.4 虚拟存储器接口 4.6 段式存储管理 4.6.1 纯分段系统的实现 4.6.2 段页式存储管理：Intel Pentium 4.7 MINIX 3进程管理器概述 4.7.1 内存布局 4.7.2 消息处理 4.7.3 进程管理的数据结构和算法 内存中的进程 共享代码段 空闲链表 4.7.4 FORK, EXIT和WAlT系统调用 4.7.5 EXEC系统调用 4.7.6 BRK系统调用 4.7.7 信号处理 用户空间定时器 4.7.8 其他的系统调用 4.8 MINIX 3进程管理器的实现 4.8.1 头文件和数据结构 4.8.2 主程序 进程管理器的初始化 4.8.3 FORK, EXIT和WAIT的实现 4.8.4 EXEC的实现 4.8.5 BRK的实现 4.8.6 信号处理的实现 警报和定时器 信号的支持函数 定时器的支持函数 4.8.7 其他系统调用的实现 4.8.8 内存管理工具 4.9 小结 习题 第5章 文件系统 5.1 文件 5.1.1 文件的命名 5.1.2 文件的结构 5.1.3 文件的类型 5.1.4 文件的访问 5.1.5 文件的属性 5.1.6 文件的操作 5.2 目录 5.2.1 简单的目录系统 5.2.2 层状目录系统 5.2.3 路径名 5.2.4 目录的操作 5.3 文件系统的实现 5.3.1 文件系统的布局 5.3.2 文件的实现 连续分配 链表分配 带有文件分配表的链表结构 索引节点 5.3.3 目录的实现 共享文件 Windows 98中的目录 UNIX中的目录 NTFS中的目录 5.3.4 磁盘空间管理 块的大小 空闲块管理 5.3.5 文件系统的可靠性 备份 文件系统的一致性 5.3.6 文件系统的性能 高速缓存 块预读 减少磁头臂移动 5.3.7 日志结构的文件系统 5.4 文件系统的安全性 5.4.1 安全环境 风险 入侵者 恶意程序 数据的意外丢失 5.4.2 通常的安全攻击 5.4.3 安全性的设计原则 5.4.4 用户认证 口令 物理认证 应对策略 5.5 保护机制 5.5.1 保护域 5.5.2 访问控制列表 5.5.3 权能 5.5.4 秘密通道 5.6 MINIX 3文件系统概述 5.6.1 消息 5.6.2 文件系统的布局 5.6.3 位图 5.6.4 i节点 5.6.5 块高速缓存 5.6.6 目录和路径 5.6.7 文件描述符 5.6.8 文件锁 5.6.9 管道和设备文件 5.6.10 一个例子：READ系统调用 5.7 MINIX 3文件系统的实现 5.7.1 头文件和全局数据结构 文件系统头文件 文件系统的存储分配 5.7.2 表格管理 块管理 i节点管理 超级块的管理 文件描述符的管理 文件锁 5.7.3 主程序 文件系统的初始化 5.7.4 对单个文件的操作 创建、打开和关闭文件 读文件 写文件 管道 5.7.5 目录和路径 将路径名转换成i节点 挂装文件系统 链接和解链文件 5.7.6 其他的系统调用 改变目录和文件的状态 保护 5.7.7 I/O设备接口 时间 5.7.8 附加的系统调用支持 5.7.9 文件系统的实用程序 5.7.10 其他的MINIX 3组件 5.8 小结 习题 第6章 阅读材料和参考文献 6.1 推荐的进一步阅读材料 6.1.1 介绍和概论 6.1.2 进程 6.1.3 输入/输出 6.1.4 存储管理 6.1.5 文件系统 6.2 按字母顺序排列的参考文献

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