深度探索嵌入式操作系统:从零开始设计、架构和开发电子书

前言

第1章 操作系统的功能及为什么需要它

1.1 从hello world开始

1.2 操作系统功能演进

1.3 小结

第2章 硬件平台

2.1 选择平台

2.1.1 mini2440

2.1.2 mini2440平台的信息

2.2 必须要关注的硬件

2.2.1 原因

2.2.2 RTC

2.2.3 定时器

2.2.4 串口

2.2.5 中断控制器

2.2.6 SDRAM

2.2.7 Norflash

2.2.8 Nandflash

2.3 小结

第3章 处理器

3.1 ARM公司与其处理器

3.2 ARM920T的结构与特性

3.2.1 ARM920T CPU结构

3.2.2 ARM920T CPU特性

3.3 ARM920T存储体系

3.3.1 ARM920T地址空间

3.3.2 ARM920T存储器格式

3.3.3 ARM920T存储地址对齐

3.4 ARM920T状态

3.4.1 ARM状态

3.4.2 Thumb状态

3.5 ARM920T处理器的7种工作模式

3.6 寄存器

3.7 异常和中断

3.7.1 什么是异常和中断

3.7.2 异常中断向量

3.8 ARM920T指令集

3.8.1 指令及其编码格式

3.8.2 分支跳转指令

3.8.3 数据处理指令

3.8.4 装载和存储指令

3.8.5 程序状态寄存器操作指令

3.8.6 协处理器操作指令

3.8.7 异常中断产生指令

3.9 MMU

3.9.1 MMU概述

3.9.2 为什么要有MMU

3.9.3 ARM920T CP15协处理器

3.9.4 MMU页表

3.9.5 MMU页面访问权限的控制

3.9.6 MMU的快表TLB

3.9.7 MMU的编程接口

3.10 Cache

3.10.1 ARM920T的Cache

3.10.2 Cache的原理

3.10.3 Cache的类型及要注意的问题

3.10.4 ARM920T Cache的编程接口

3.11 小结

第4章 操作系统内核的设计与构建

4.1 操作系统内核的设计

4.1.1 内核要完成的功能

4.1.2 内核的架构

4.1.3 分离硬件的相关性

4.1.4 我们的选择

4.2 开发环境及相关工具

4.2.1 Linux环境

4.2.2 文本编辑器

4.2.3 GCC

4.2.4 LD

4.2.5 make

4.3 LMOSEM的构建系统

4.3.1 LMOSEM的makefile

4.3.2 LMOSEM的链接脚本

4.4 开发板的安装

4.5 小结

第5章 语言间调用约定与基本数据结构

5.1 寄存器使用约定

5.1.1 寄存器别名

5.1.2 参数传递与返回值

5.2 基本数据结构

5.2.1 C语言的基本数据结构

5.2.2 list_h_t数据结构

5.2.3 spinlock_t数据结构

5.2.4 kwlst_t数据结构

5.2.5 sem_t数据结构

5.3 数据结构存在于内存中的形式

5.4 C与汇编的混用

5.5 小结

第6章 内核初始化

6.1 开始

6.1.1 第一行汇编代码

6.1.2 第一个C函数

6.2 MMU和中断向量的初始化

6.2.1 初始化MMU

6.2.2 复制中断向量

6.3 串口初始化

6.3.1 串口硬件

6.3.2 内核的printf

6.4 机器数据结构

6.4.1 设计数据结构

6.4.2 确定一些重要数据结构与内核的地址

6.5 初级内存管理初始化

6.5.1 设计一些数据结构

6.5.2 初始化mmapdsc-t结构数组

6.5.3 建立起内存分配数据结构

6.6 中断初始化

6.6.1 设计一些数据结构

6.6.2 初始中断源描述符

6.7 初始化测试

6.8 小结

第7章 内存管理

7.1 内核功能层入口

7.2 内存管理组件的设计

7.3 块级内存管理

7.3.1 块级内存管理数据结构视图

7.3.2 块级内存管理接口

7.3.3 主分配函数

7.3.4 分配时查找alcfrelst_t

7.3.5 分配时查找和操作mmapdsc_t

7.3.6 分配代码写得对吗

7.3.7 主释放函数

7.3.8 释放时查找alcfrelst_t

7.3.9 释放时查找和操作mmapdsc_t

7.3.10 测试块级内存管理层

7.4 页级内存管理

7.4.1 页级内存管理接口及调用流程

7.4.2 相关的数据结构

7.4.3 页级内存管理初始化

7.4.4 分配主函数

7.4.5 分配时查找mplhead_t

7.4.6 分配时新建页级内存池

7.4.7 分配时操作mplhead_t

7.4.8 分配代码写得对吗

7.4.9 释放主函数

7.4.10 释放时查找mplhead_t

7.4.11 释放时操作mplhead_t

7.4.12 释放时删除页级内存池

7.4.13 测试页级内存管理层

7.5 字级内存管理

7.5.1 字级内存接口及调用流程

7.5.2 相关的数据结构

7.5.3 分配主函数

7.5.4 分配时查找mplhead_t

7.5.5 分配时新建字级内存池

7.5.6 分配时操作mplhead-t

7.5.7 分配代码写得对吗

7.5.8 释放主函数

7.5.9 释放时查找mplhead_t

7.5.10 释放时操作mplhead_t

7.5.11 释放时删除字级内存池

7.5.12 测试字级内存管理层

7.6 小结

第8章 中断管理

8.1 中断与中断控制器

8.1.1 什么是中断

8.1.2 S3C2440A中断控制器

8.2 中断管理的架构与相关数据结构

8.2.1 中断管理的架构

8.2.2 设计数据结构intfltdsc_t和intserdsc_t

8.3 中断处理

8.3.1 中断辅助例程

8.3.2 从中断向量开始

8.3.3 保存CPU上下文

8.3.4 中断主分派例程

8.3.5 确定中断源

8.3.6 调用中断处理例程

8.4 安装中断回调例程

8.5 小结

第9章 驱动模型

9.1 操作系统内核如何管理设备

9.1.1 分权而治

9.1.2 设备类型

9.1.3 驱动程序

9.2 相关数据结构

9.2.1 驱动

9.2.2 派发例程类型

9.2.3 设备ID

9.2.4 设备

9.2.5 IO包

9.2.6 设备表

9.3 驱动模型的基础设施

9.3.1 驱动程序从哪里执行

9.3.2 新建与注册设备

9.3.3 注册回调函数

9.3.4 发送IO包

9.3.5 调用驱动程序函数

9.3.6 等待服务

9.3.7 完成服务

9.3.8 驱动模型辅助函数

9.4 systick驱动程序实例

9.4.1 systick硬件

9.4.2 systick驱动程序框架

9.4.3 systick驱动程序实现

9.4.4 测试systick驱动程序

9.5 RTC驱动程序实例

9.5.1 RTC硬件

9.5.2 RTC驱动程序实现

9.6 小结

第10章 进程

10.1 应用程序的运行

10.1.1 程序运行需要什么资源

10.1.2 任何时刻资源都可用吗

10.1.3 提出多道程序模型

10.2 相关的数据结构

10.2.1 设计进程的数据结构

10.2.2 调度进程表

10.3 LMOSEM内核的第一个进程

10.3.1 进程管理组件的初始化

10.3.2 建立空转进程

10.3.3 空转进程运行

10.4 新建进程

10.4.1 分配进程描述符

10.4.2 分配内存空间

10.4.3 加入进程调度表

10.5 进程调度

10.5.1 调度算法

10.5.2 处理进程时间片

10.5.3 检查调度状态

10.5.4 选择进程

10.5.5 进程切换

10.5.6 进程等待与唤醒

10.5.7 进程测试

10.6 小结

第11章 文件系统

11.1 文件系统设计

11.1.1 文件系统只是一个设计

11.1.2 数据格式与存储块

11.1.3 如何组织文件

11.1.4 关于我们文件系统的限制

11.2 相关的数据结构

11.2.1 超级块

11.2.2 位图

11.2.3 目录

11.2.4 文件管理头

11.3 文件系统格式化

11.3.1 建立超级块

11.3.2 建立位图

11.3.3 建立根目录

11.4 文件系统基础操作

11.4.1 获取与释放根目录文件

11.4.2 字符串操作

11.4.3 分解路径名

11.4.4 检查文件是否存在

11.5 文件操作

11.5.1 新建文件

11.5.2 删除文件

11.5.3 打开文件

11.5.4 读写文件

11.5.5 关闭文件

11.5.6 驱动整合

11.6 文件系统测试

11.6.1 格式化测试

11.6.2 文件操作测试

11.7 小结

第12章 系统调用与应用程序库

12.1 系统调用机制

12.1.1 软中断指令

12.1.2 传递系统调用参数

12.1.3 系统调用分发器

12.2 时间管理系统调用

12.3 进程管理系统调用

12.3.1 进程的运行与退出

12.3.2 获取进程的ID

12.4 内存管理系统调用

12.5 设备与文件系统调用

12.5.1 设备与文件的打开

12.5.2 设备与文件的关闭

12.5.3 设备与文件的读写

12.5.4 设备与文件的控制

12.6 应用程序的ID

12.7 测试

12.8 小结

后记