南京大学的操作系统实验指导教程

目录 I 基础知识9 1 MINIX操作系统简介11 1.1 MINIX与UNIX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.2 探索MINIX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3 编辑器：vi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.4 编译器：CC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.5 实习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2 Intel 8086体系结构19 2.1 8086 CPU结构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.2 运算器与指令部件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.3 寄存器组. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.4 主存. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.5 堆栈. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.6 系统启动. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.7 二进制文件结构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3 ACK 8086汇编语言27 3.1 寻址. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.2 数据移动指令. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.3 常量、标号、数据与全局变量. . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.4 运算指令. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.5 标志位操纵指令. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.6 串操作指令. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.7 跳转、分支与循环. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.8 堆栈与子程序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 5 6 目录 4 实习：Hello World 37 4.1 Hello World程序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.2 实习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 II 汇编语言进阶41 5 C与汇编联合开发43 5.1 函数调用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 5.2 全局与局部变量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 5.3 编译与连接. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.4 实习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 6 中断与I/O 49 6.1 中断. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 6.2 输入输出设备. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 6.3 编写中断处理程序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 6.4 实习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 7 实习：小游戏55 7.1 make工具. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 7.2 实习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 III 操作系统内核59 8 进程切换61 8.1 进程模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 8.2 进程的实现. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 8.3 进程切换. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 8.4 中断嵌套. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 8.5 MiniOS中的进程切换. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 8.6 操作系统实现原则. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 9 进程通信71 9.1 信号量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 9.2 消息机制. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 9.3 消息机制的实现. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 9.4 调试消息内核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 目录7 10 实习：操作系统内核83 10.1 引导操作系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 10.2 微内核与层次式操作系统结构. . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 10.3 实习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 IV 轻量操作系统实现87 11 设备驱动程序89 11.1 设备驱动程序原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 11.2 键盘设备. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 11.3 屏幕设备. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 11.4 死锁的产生与预防. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 12 存储管理95 12.1 存储管理与系统调用服务进程. . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 12.2 进程映像的创建与终止. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 12.3 替换进程映像. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 13 文件系统101 13.1 文件与目录. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 13.2 文件与目录管理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 13.3 文件描述符. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 14 实习：迷你操作系统109 14.1 一个简易的Shell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 14.2 实习题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 附录111 A vi常用命令113 B 虚拟机与外部的文件交换117