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《Unix内核源码剖析》是一本UNIX V6内核源代码的阅读指南。作者结合UNIX V6已公开的相关文档，对UNIX V6的内核源码进行详细剖析，旨在让读者更深入地理解进程、中断、块I/O、文件、字符I/O、启动等操作的基本原理。

《Unix内核源码剖析》适合操作的初中级学习者阅读，特别适合通过大学课程和其他入门书对操作有所了解，但是对具体细节缺乏深入理解的读者，以及那些对操作的具体实现有兴趣的读者。

第I部分　什么是UNIX V6　1

第1章　UNIX V6的全貌　2

1.1　什么是UNIX V6　2

1.2　UNIX的历史　2

1.3　UNIX V6内核　4

1.4　构成UNIX V6运行环境的硬件　4

　PDP-11　5

1.5　代码　9

1.6　手册　9

1.7　小结　10

第II部分　进程　11

第2章　进程　12

2.1　进程的概要　12

　什么是进程　12

　进程的并行执行　12

　进程的执行状态　14

　用户模式和内核模式　14

　交换处理15

2.2　proc结构体和user结构体　15

　proc结构体　16

　user结构体　17

2.3　为进程分配的内存　21

　代码段　21

　数据段　21

　虚拟地址空间　22

　变换地址　24

2.4　小结　26

第3章　进程的管理I　27

3.1　进程的生命周期　27

3.2　创建进程　28

　进程的复制　28

　父进程和子进程　29

　调用fork　29

　newproc　32

　panic　36

3.3　切换执行进程　37

　中断执行进程　37

　进程的执行状态　37

　选择执行进程的算法　38

　上下文切换　39

　调用wait　39

　sleep　39

　swtch　41

　swtch的返回位置　44

　setpri　51

　wakeup　51

　setrun　52

3.4　执行程序　53

　程序执行文件的格式　53

　调用exec　54

　estabur　62

　sureg　65

　expand　66

3.5　进程的终止　68

　调用et　69

　调用wait　71

3.6　数据区域的扩展　73

　调用break　73

3.7　管理内存和交换空间　76

　map结构体　76

　获取未使用区域　77

　释放区域　79

3.8　小结　81

第4章　交换处理　82

4.1　什么是交换处理　82

　代码段和数据段　82

　sched　83

　xswap　87

4.2　共享代码段的处理　88

　xalloc　90

　xfree　93

　xccdec　93

4.3　小结　94

第III部分　中断　95

第5章　中断与陷入　96

5.1　什么是中断与陷入　96

　什么是中断　96

　什么是陷入　97

5.2　级与向量(Vector)　98

　中断级和处理器级　98

　中断和陷入向量　100

5.3　中断和陷入的处理流程　100

　发生中断或陷入　101

　执行call和trap　104

5.4　时钟中断处理函数　107

　时钟设备的规格　107

　时钟中断处理函数的内容　108

　clock　113

5.5　陷入处理函数　117

　trap　117

　grow　122

5.6　调用的处理流程　123

　传递参数的方法　123

　sysent结构体　124

　trap　126

5.7　小结　128

第6章　信号　129

6.1　什么是信号　129

　信号的发送方法　129

　确认接收信号　129

　信号的种类　130

　ssig　131

　kill　132

　signal　133

　psignal　133

　issig　134

　psig　134

　core　136

　在调用处理中处理信号　136

6.2　跟踪功能　137

　什么是跟踪　137

　ipc结构体　138

　跟踪的处理流程　138

　stop　139

　ptrace　140

　procxmt　142

　wait　143

6.3　小结　144

第IV部分　块I/O　145

第7章　块设备子　146

7.1　设备的基础　146

　设备的种类　146

　设备驱动　146

　类别和设备编号　147

　特殊文件　147

7.2　块设备子　148

　缓冲区　148

　b-list和av-list　150

　RAW输入输出　151

7.3　缓冲区的初始化　152

　binit　152

　clrbuf　153

7.4　缓冲区的获取和释放　154

　getblk　154

　notavail　156

　brelse　157

7.5　读取　158

　读取的种类　158

　bread　159

　iowait　160

　iodone　160

　geterror　161

　breada　161

　incore　162

7.6　写入　163

　写入的种类　163

　bwrite　164

　bawrite　165

　bdwrite　165

　bflush　166

7.7　RAW输入输出　167

　physio　167

　swap　169

7.8　小结　171

第8章　块设备驱动　172

8.1　什么是块设备驱动　172

　块设备驱动表　172

　设备处理队列　173

　处理流程　173

8.2　RK-11磁盘驱动　174

　RK11-D　175

　特殊文件　175

　设定bdevsw[]　176

　中断处理函数　176

　RK11-D的寄存器　177

　rkstrategy　179

　rkstart　180

　rkaddr　180

　devstart　181

　rkintr　182

　RAW输入输出　184

8.3　小结　184

第V部分　文件　185

第9章　文件　186

9.1　什么是文件　186

　inode　186

　树状结构的命名空间　187

　挂载　187

　访问权限　188

　根磁盘　189

9.2　块设备的区域　189

　用于启动的区域　190

　块　190

　inode区域　191

　存储区域　193

9.3　挂载　193

　mount结构体　193

　调用mount　194

　getmdev　196

　调用umount　197

9.4　inode的获取和释放　198

　inode[]　198

　iget　201

　iput　203

　iupdat　204

9.5　inode与存储区域的对应关系　205

　bmap　208

　itrunc　211

9.6　分配块设备中的块　213

　ialloc　213

　ifree　216

　alloc　217

　free　220

　getfs　222

　badblock　222

9.7　将路径变为inode　223

　目录的内容　223

　namei　224

　access　230

9.8　初始化与同步　232

　iinit　232

　update　232

9.9　小结　234

第10章　文件处理　235

10.1　用户程序对文件的处理　235

10.2　3个结构体　235

　标准输入输出　237

10.3　文件的生成和打开处理　237

　调用creat　238

　maknode　238

　wdir　239

　调用open　240

　open1　241

　falloc　242

　ufalloc　243

　openi　243

10.4　文件的读取和写入　244

　调用read、write　244

　rdwr　245

　readi　246

　writei　248

　iomove　250

　getf　252

10.5　指定文件的读写位置　252

　调用seek　252

10.6　关闭文件　254

　调用close　254

　closef　254

　closei　255

10.7　目录的生成　255

　调用mknod　255

10.8　文件的链接　256

　调用link　257

　suser　258

10.9　删除文件　258

　调用unlink　258

10.10　小结　260

第11章　管道　261

11.1　什么是管道　261

　使用管道的优点　262

11.2　开始管道通信　262

　调用pipe　262

11.3　收发数据　264

　writep　264

　readp　266

　plock　267

　prele　267

11.4　结束管道通信　268

　closef　268

11.5　建立管道通信的流程　268

　建立父子进程间的通信　268

　调用dup　272

11.6　小结　273

第VI部分　字符I/O　275

第12章　字符设备　276

12.1　字符设备驱动　276

　字符设备缓冲区　277

　对缓冲区的操作　278

　初始化缓冲区池　280

12.2　LP11设备驱动　281

　什么是LP11　281

　LP11设备驱动的功能　282

　lpopen　284

　lpwrite　285

　lpcanon　285

　lpoutput　287

　lpstart　288

　lpint　288

　lpclose　289

12.3　小结　289

第13章　电传终端　290

13.1　什么是电传终端　290

　电传终端的接口　290

　特殊文件　291

　tty结构体　292

　maptab[]　295

　partab[]　295

　KL11/DL11　296

　KL11/DL11设备驱动的规格　297

　KL11/DL11设备驱动函数　298

13.2　终端的开启和关闭　298

　klopen　298

　klclose　300

　wflushtty　300

　flushtty　301

13.3　终端的设定　302

　gtty　302

　stty　302

　sgtty　303

　klsgtty　304

　ttystty　304

13.4　从终端输入文字　305

　klrint　306

　ttyinput　306

13.5　读取输入的数据　308

　klread　309

　ttread　309

　canon　310

13.6　向终端输出数据　313

　klwrite　314

　ttwrite　315

　ttyoutput　316

　ttstart　318

　ttrstrt　319

　klnt　320

13.7　小结　320

第VII部分　启动　321

第14章　启动　322

14.1　启动的流程　322

　start　323

　main　326

　/etc/init　329

14.2　小结　330

附录　参考资料等　331

A.1　参考文献、网站　331

A.2　pre K&R C　335

后记　337

索引　338

作者简介：

青柳隆宏

日本资深程序员，现在硅谷从事计算机处理芯片的设计工作。曾设计了超级计算机“京”的L1缓存，该计算机在2011年排名世界Top 500超级计算机的第1位，也是人类历史上第一台计算能力跨越1亿亿次每秒的计算系统。作者Email：v6@gachapin.jp。

译者简介：

殷中翔

日本国立九州大学系统信息专业硕士学位。具有十余年软件开发经验，现主要从事企业Web系统服务器端的开发及维护工作。

黄炎

同济大学本科毕业，现供职于上海爱可生，从事数据库高可用软件开发。大学有幸师从陈闳中教授，一窥UNIX V6代码的门径。

周金杰

同济大学硕士，法国国立高等电信学院（TELECOM PARIS）硕士。曾通读并研究UNIX V6源代码，同时参与了面向对象操作系统的移植以及操作系统调试器的开发工作，熟悉系统底层相关的技术知识。崇尚设计，享受编程给生活带来的乐趣。

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书籍介绍

为什么要阅读内核源代码

● 对计算机系统的全貌有更深入的了解

● 对学到的算法和思路举一反三

● 加深对操作系统的理解

● 提升自身的技术水平

为什么选择UNIX V6？

● 代码行数约为1 万行

● 有充实的资料可参考

● 网罗了操作系统的基本功能

● 简化的设计

● 便于读者对系统有完整的了解

● 有模拟器可供参考

本书是一本Unix内核源代码的阅读指南。作者结合UNIX V6已公开的相关文档，对其内核源码进行详细剖析，旨在让读者更深入地理解进程、中断、块I/O系统、文件系统、字符I/O系统、启动系统等操作系统的基本原理。

本书适合操作系统的初中级学习者阅读，特别适合通过大学课程和其他入门书对操作系统有所了解，但是对具体细节缺乏深入理解的读者，以及那些对操作系统的具体实现有兴趣的读者。