嵌入式操作系統(tǒng)設計與實現(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
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 嵌入式實時操作系統(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 進程、線程與任務
1.3.3 可搶占與不可搶占
1.3.4 同步機制
1.4 Hello China概述
1.4.1 Hello China的功能特點
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 對象機制
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 實例：一個簡單的IP路由器的實現(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 各任務的實現(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
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
2.2.1 PC啟動過程概述
2.2.2 Hello China的引導過程
2.2.3 實地址模式下的初始化
2.2.4 保護模式下的初始化
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的啟動和初始化
3.2 Shell的消息處理過程
3.3 內(nèi)部命令的處理過程
3.4 外部命令的處理過程
第4章 Hello China的線程
4.1 線程概述
4.1.1 進程、線程和任務
4.2 Hello China V1.0版本的線程實現(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 線程的優(yōu)先級與調(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現(xiàn)
4.3.1 概述
4.3.2 核心線程調(diào)度時機
4.4 V1.5 核心線程管理器（Kernel ThreadManager）的實現(xiàn)
4.4.1 V1.5核心線程隊列的實現(xiàn)
4.5 V1.5核心線程對象（Kernel ThreadObject）的實現(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)存管理機制
5.1 內(nèi)存管理機制概述
5.2 IA32 CPU內(nèi)存管理機制
5.2.1 IA32 CPU內(nèi)存管理機制概述
5.2.2 幾個重要的概念
5.2.3 分段機制的應用
5.2.4 分頁機制的應用
5.3 Power PC CPU的內(nèi)存管理機制
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（PageFrame Manager）
5.4.5 頁面索引對象（Pagelndex Manager）
5.4.6 虛擬內(nèi)存管理對象（Virtual MemoryManager）
第6章 線程本地堆的實現(xiàn)
6.1 Heap概述
6.2 堆的功能需求定義
6.3 堆的實現(xiàn)概要
6.4 堆的詳細實現(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
6.4.4 堆內(nèi)存釋放
6.4.5 malloc函數(shù)和free函數(shù)的實現(xiàn)
第7章 互斥和同步機制的實現(xiàn)
7.1 互斥和同步概述
7.2 關鍵區(qū)段概述
7.3 關鍵區(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下關鍵區(qū)段的實現(xiàn)
7.5 多CPU下關鍵區(qū)段的實現(xiàn)
7.5.1 多CPU環(huán)境下的實現(xiàn)方式
7.5.2 Hello China的未來實現(xiàn)
7.6 Power PC下關鍵區(qū)段的實現(xiàn)
7.6.1 Power PC提供的互斥訪問機制
7.6.2 多CPU環(huán)境下的互斥機制
7.7 關鍵區(qū)段使用注意事項
7.8 Semaphore概述
7.9 Semaphore對象的定義
7.10 Semaphore對象的實現(xiàn)
7.10.1 Initialize和Uninitialize實現(xiàn)
7.10.2 WaitForThisObject的實現(xiàn)
7.10.3 WaitForThisObjectEx的實現(xiàn)
7.10.4 ReleaseSemaphore的實現(xiàn)
第8章 中斷和定時處理機制的實現(xiàn)
8.1 中斷和異常概述
8.2 硬件相關部分處理
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 默認中斷處理函數(shù)
8.4 對外服務接口
8.5 幾個注意事項
8.6 Power PC的異常處理機制
8.6.1 Power PC異常處理機制概述
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 定時器復位
8.12 定時器注意事項
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 設備標識符
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設備的配置空間
9.4.3 配置空間關鍵字段的說明
9.4.4 PCI配置空間的讀取與設置
9.5 PCI總線驅(qū)動程序的實現(xiàn)
9.5.1 探測PCI總線是否存在
9.5.2 對普通PCI設備進行枚舉
9.5.3 配置PCI橋接設備
第10章 驅(qū)動程序管理框架
10.1 設備驅(qū)動程序管理框架
10.1.1 概述
10.1.2 設備管理器和IO管理器
10.1.3 Hello China的設備管理框架
lO.1.4 I/O管理器（IOManager）
10.2 文件系統(tǒng)的實現(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)動程序
10.2.3 打開一個文件的操作流程
10.3 設備驅(qū)動程序框架
10.3.1 設備請求控制塊（DRCB）
10.3.2 設備驅(qū)動程序的文件組織結(jié)構(gòu)
10.3.3 設備驅(qū)動程序的功能實現(xiàn)
10.3.4 設備驅(qū)動程序?qū)ο?br /> 10.3.5 DriverEntry的實現(xiàn)
10.3.6 UnloadEntry的實現(xiàn)
10.4 設備對象
10.4.1 設備對象的定義
10.4.2 設備對象的命名
10.4.3 設備對象的類型
10.4.4 設備對象的設備擴展
10.4.5 設備的打開操作
10.4.6 設備命名策略
10.5 設備的中斷管理
第11章 核心線程CPU占用率統(tǒng)計功能
11.1 CPU占用率概述
11.2 核心線程CPU占用率統(tǒng)計的實現(xiàn)
11.2.1 統(tǒng)計周期和統(tǒng)計算法
11.2.2 核心線程統(tǒng)計對象
11.2.3 CPU統(tǒng)計對象
11.2.4 CPU占用率統(tǒng)計線程
11.3 進程和多CPU情況下的考慮
11.3.1 進程的用戶態(tài)和核心態(tài)執(zhí)行時間統(tǒng)計
11.3.2 多CPU環(huán)境下的考慮
第12章 系統(tǒng)核心HOOK機制的實現(xiàn)
12.1 Hook概述
12.2 線程Hook的實現(xiàn)
12.2.1 線程Hook的實現(xiàn)概述
12.2.2 線程調(diào)度前后的回調(diào)機制
12.2.3 線程創(chuàng)建和結(jié)束的回調(diào)機制
12.2.4 CallThreadHook例程的實現(xiàn)
12.3 線程Hook的應用
第13章 串口交互程序及其實現(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比
13.4.2 串口交互程序的其他實現(xiàn)方式
第14章 應用編程接口與示例
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 設備驅(qū)動程序接口
14.7.1 CreateDevice
14.7.2 DestroyDevice
14.8 相關輔助功能接口
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基礎上開發(fā)一個簡單應用程序
附錄A 如何搭建一個基于Windows的操作系統(tǒng)開發(fā)平臺
附錄B 一種代碼執(zhí)行時間測量方法的實現(xiàn)
附錄C 64bit整型數(shù)據(jù)類型的實現(xiàn)
附錄D IoCTRL控制程序使用介紹及實例
附錄E 如何快速掌握匯編語言
附錄F 源代碼使用說明
附錄G 優(yōu)先隊列（Priority Queue）和環(huán)形緩沖區(qū)（RING BUFFER）的實現(xiàn)