嵌入式操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

第1章 概述
1.1 嵌入式系統(tǒng)概述
1.2 嵌入式操作系統(tǒng)概述
1.2.1 嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)
1.2.2 嵌入式操作系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的區(qū)別
1.2.3 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
1.3 操作系統(tǒng)的基本概念
1.3.1 微內(nèi)核與大內(nèi)核
1.3.2 進(jìn)程、線程與任務(wù)
1.3.3 可搶占與不可搶占
1.3.4 同步機(jī)制
1.4 Hello China概述
1.4.1 Hello China的功能特點(diǎn)
1.4.2 Hello China的開發(fā)環(huán)境
1.4.3 面向?qū)ο笏枷氲哪M
1.4.4 對(duì)象機(jī)制
1.4.5 Hello China V1.0版本的源文件構(gòu)成
1.4.6 Hello China V1.5版本的源文件構(gòu)成
1.4.7 Hello China的使用
1.5 實(shí)例：一個(gè)簡(jiǎn)單的IP路由器的實(shí)現(xiàn)
1.5.1 概述
1.5.2 路由器的硬件結(jié)構(gòu)
1.5.3 路由器的軟件功能
1.5.4 各任務(wù)的實(shí)現(xiàn)
第2章 Hello China的加載和初始化
2.1 常見嵌入式系統(tǒng)的啟動(dòng)
2.1.1 典型嵌入式系統(tǒng)內(nèi)存映射布局
2.1.2 嵌入式系統(tǒng)的啟動(dòng)概述
2.1.3 常見嵌入式操作系統(tǒng)的加載方式
2.1.4 嵌入式系統(tǒng)軟件的寫入
2.2 Hello China在PC上的啟動(dòng)
2.2.1 PC啟動(dòng)過(guò)程概述
2.2.2 Hello China的引導(dǎo)過(guò)程
2.2.3 實(shí)地址模式下的初始化
2.2.4 保護(hù)模式下的初始化
2.2.5 操作系統(tǒng)核心功能的初始化
第3章 Hello China的Shell
3.1 Shell的啟動(dòng)和初始化
3.2 Shell的消息處理過(guò)程
3.3 內(nèi)部命令的處理過(guò)程
3.4 外部命令的處理過(guò)程
第4章 Hello China的線程
4.1 線程概述
4.1.1 進(jìn)程、線程和任務(wù)
4.2 Hello China V1.0版本的線程實(shí)現(xiàn)
4.2.1 核心線程管理對(duì)象
4.2.2 線程的狀態(tài)及其切換
4.2.3 核心線程對(duì)象
4.2.4 線程的上下文
4.2.5 線程的優(yōu)先級(jí)與調(diào)度
4.2.6 線程的創(chuàng)建
4.2.7 線程的結(jié)束
4.2.8 線程的消息隊(duì)列
4.2.9 線程的切換——中斷上下文
4.2.10 線程的切換——系統(tǒng)調(diào)用上下文
4.2.11 上下文保存和切換的底層函數(shù)
4.2.12 線程的睡眠與喚醒
4.3 V1.5版本中核心線程的實(shí)現(xiàn)
4.3.1 概述
4.3.2 核心線程調(diào)度時(shí)機(jī)
4.4 V1.5 核心線程管理器（Kernel ThreadManager）的實(shí)現(xiàn)
4.4.1 V1.5核心線程隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)
4.5 V1.5核心線程對(duì)象（Kernel ThreadObject）的實(shí)現(xiàn)
4.5.1 V1.5版本中硬件上下文的保存
4.5.2 線程的調(diào)度——中斷上下文
4.5.3 線程的調(diào)度——程序上下文
4.5.4 核心線程的創(chuàng)建和初始化
4.5.5 中斷處理程序結(jié)束后的線程調(diào)度
第5章 Hello China的內(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(gè)重要的概念
5.2.3 分段機(jī)制的應(yīng)用
5.2.4 分頁(yè)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(yè)框管理對(duì)象（PageFrame Manager）
5.4.5 頁(yè)面索引對(duì)象（Pagelndex Manager）
5.4.6 虛擬內(nèi)存管理對(duì)象（Virtual MemoryManager）
第6章 線程本地堆的實(shí)現(xiàn)
6.1 Heap概述
6.2 堆的功能需求定義
6.3 堆的實(shí)現(xiàn)概要
6.4 堆的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)
6.4.1 堆的創(chuàng)建
6.4.2 堆的銷毀
6.4.3 堆內(nèi)存申請(qǐng)
6.4.4 堆內(nèi)存釋放
6.4.5 malloc函數(shù)和free函數(shù)的實(shí)現(xiàn)
第7章 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(gè)線程之間的競(jìng)爭(zhēng)
7.3.2 中斷服務(wù)程序與線程之間的競(jìng)爭(zhēng)
7.3.3 多個(gè)CPU之間的競(jìng)爭(zhēng)
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(lái)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(wèn)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(duì)象的定義
7.10 Semaphore對(duì)象的實(shí)現(xiàn)
7.10.1 Initialize和Uninitialize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)
第8章 中斷和定時(shí)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(guò)程
8.2.2 IDT初始化
8.3 硬件無(wú)關(guān)部分處理
8.3.1 系統(tǒng)對(duì)象和中斷對(duì)象
8.3.2 中斷調(diào)度過(guò)程
8.3.3 默認(rèn)中斷處理函數(shù)
8.4 對(duì)外服務(wù)接口
8.5 幾個(gè)注意事項(xiàng)
8.6 Power PC的異常處理機(jī)制
8.6.1 Power PC異常處理機(jī)制概述
8.6.2 Power PC異常的分類
8.6.3 異常的處理和返回
8.7 定時(shí)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(shí)器操作
8.9 定時(shí)器超時(shí)處理
8.10 定時(shí)器取消處理
8.11 定時(shí)器復(fù)位
8.12 定時(shí)器注意事項(xiàng)
第9章 系統(tǒng)總線管理
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(shí)符
9.2 系統(tǒng)資源管理
9.2.1 資源描述對(duì)象
9.2.2 IO端口資源管理
9.3 驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(shuō)明
9.4.4 PCI配置空間的讀取與設(shè)置
9.5 PCI總線驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)現(xiàn)
9.5.1 探測(cè)PCI總線是否存在
9.5.2 對(duì)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 驅(qū)動(dòng)程序管理框架
10.1 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序管理框架
10.1.1 概述
10.1.2 設(shè)備管理器和IO管理器
10.1.3 Hello China的設(shè)備管理框架
lO.1.4 I/O管理器（IOManager）
10.2 文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
10.2.1 文件系統(tǒng)與文件的命名
10.2.2 文件系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序
10.2.3 打開一個(gè)文件的操作流程
10.3 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序框架
10.3.1 設(shè)備請(qǐng)求控制塊（DRCB）
10.3.2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的文件組織結(jié)構(gòu)
10.3.3 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的功能實(shí)現(xiàn)
10.3.4 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)ο?br /> 10.3.5 DriverEntry的實(shí)現(xiàn)
10.3.6 UnloadEntry的實(shí)現(xiàn)
10.4 設(shè)備對(duì)象
10.4.1 設(shè)備對(duì)象的定義
10.4.2 設(shè)備對(duì)象的命名
10.4.3 設(shè)備對(duì)象的類型
10.4.4 設(shè)備對(duì)象的設(shè)備擴(kuò)展
10.4.5 設(shè)備的打開操作
10.4.6 設(shè)備命名策略
10.5 設(shè)備的中斷管理
第11章 核心線程CPU占用率統(tǒng)計(jì)功能
11.1 CPU占用率概述
11.2 核心線程CPU占用率統(tǒng)計(jì)的實(shí)現(xiàn)
11.2.1 統(tǒng)計(jì)周期和統(tǒng)計(jì)算法
11.2.2 核心線程統(tǒng)計(jì)對(duì)象
11.2.3 CPU統(tǒng)計(jì)對(duì)象
11.2.4 CPU占用率統(tǒng)計(jì)線程
11.3 進(jìn)程和多CPU情況下的考慮
11.3.1 進(jìn)程的用戶態(tài)和核心態(tài)執(zhí)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)
11.3.2 多CPU環(huán)境下的考慮
第12章 系統(tǒng)核心HOOK機(jī)制的實(shí)現(xiàn)
12.1 Hook概述
12.2 線程Hook的實(shí)現(xiàn)
12.2.1 線程Hook的實(shí)現(xiàn)概述
12.2.2 線程調(diào)度前后的回調(diào)機(jī)制
12.2.3 線程創(chuàng)建和結(jié)束的回調(diào)機(jī)制
12.2.4 CallThreadHook例程的實(shí)現(xiàn)
12.3 線程Hook的應(yīng)用
第13章 串口交互程序及其實(shí)現(xiàn)
13.1 串行通信接口概述
13.2 串行通信編程方式
13.2.1 串口初始化
13.2.2 數(shù)據(jù)發(fā)送
13.2.3 數(shù)據(jù)接收
13.3 串口交互程序的實(shí)現(xiàn)
13.3.1 串口交互程序的使用
13.3.2 輪詢模式的串口交互程序?qū)崿F(xiàn)
13.3.3 中斷模式的串口交互程序?qū)崿F(xiàn)
13.4 串行通信編程總結(jié)
13.4.1 輪詢方式和中斷方式編程的對(duì)比
13.4.2 串口交互程序的其他實(shí)現(xiàn)方式
第14章 應(yīng)用編程接口與示例
14.1 核心線程操作接口
14.1.1 CreateKernelThread
14.1.2 DestroyKernelThread
14.1.3 SendMessage
14.1.4 GetMessage
14.1.5 SetKemelThreadPriority
14.1.6 GetKemelThreadPriority
14.1.7 GetKemelThreadID
14.2 內(nèi)存操作接口
14.2.1 KMemAlloc
14.2.2 KMemFree
14.2.3 VirtualAlloc
14.2.4 VirtualFree
14.2.5 malloc
14.2.6 free
14.2.7 CreateHeap
14.2.8 DestroyHeap
14.2.9 HeapAlloc
14.2.10 HeapFree
14.3 定時(shí)器操作接口
14.3.1 SetTimet
14.3.2 CancelTimer
14.4 核心線程同步操作接口
14.4.1 Sleep
14.4.2 CreateMutex
14.4.3 ReleaseMutex
14.4.4 DestroyMutex
14.4.5 CreateEvent
14.4.6 SetEvent
14.4.7 ResetEvent
14.4.8 DestroyEvent
14.4.9 WaitForThisObject
14.4.10 WaitForThisObjectEx
14.5 系統(tǒng)中斷操作接口
14.5.1 ConnectInterrupt
14.5.2 DisconnectInterrupt
14.6 輸入/輸出（IO）接口
14.6.1 CreateFile
14.6.2 ReadFile
14.6.3 WriteFile
14.6.4 IoControl
14.6.5 SetFilePointer
14.6.6 FlushFile
14.6.7 CloseFile
14.7 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序接口
14.7.1 CreateDevice
14.7.2 DestroyDevice
14.8 相關(guān)輔助功能接口
14.8.1 StrLen
14.8.2 StrCpy
14.8.3 MemZero
14.8.4 MemCpy
14.9 PC服務(wù)接口
14.9.1 PrintLine
14.9.2 PrintChar
14.9.3 ChangeLine
14.9.4 GotoHome
第15章 Hello China的應(yīng)用開發(fā)方法
15.1 Hello China的開發(fā)方法概述
15.2 在Hello China基礎(chǔ)上開發(fā)一個(gè)簡(jiǎn)單應(yīng)用程序
附錄A 如何搭建一個(gè)基于Windows的操作系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)
附錄B 一種代碼執(zhí)行時(shí)間測(cè)量方法的實(shí)現(xiàn)
附錄C 64bit整型數(shù)據(jù)類型的實(shí)現(xiàn)
附錄D IoCTRL控制程序使用介紹及實(shí)例
附錄E 如何快速掌握匯編語(yǔ)言
附錄F 源代碼使用說(shuō)明
附錄G 優(yōu)先隊(duì)列（Priority Queue）和環(huán)形緩沖區(qū)（RING BUFFER）的實(shí)現(xiàn)