UNIX操作系统设计

本书以UNIX系统为背景，全面、系统地介绍了UNIX操作系统内核的内部数据结构和算法。本书首先对系统内核结构做了简要介绍，然后分章节描述了文件系统、进程调度和存储管理，并在此基础上讨论了UNIX系统的问题，如驱动程序接口、进程间通信与网络等。在每章之后，还给出了大量富有启发性和实际意义的题目。

莫里斯·J. 巴赫（Maurice J.Bach）在AT&T公司贝尔实验室工作多年，对UNIX系统的设计思想有深刻了解，有讲授UNIX系统的丰富经验。

适读人群 ：高等院校计算机专业高年级本科生和研究生的教材或参考书从事UNIX系统研究与实用程序开发人员
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深度剖析UNIX操作系统内核的内部数据结构、算法和UNIX系统的问题

第 1章 系统概貌1
1．1 历史 1
1．2 系统结构 3
1．3 用户看法 4
1．3．1 文件系统 4
1．3．2 处理环境 8
1．3．3 构件原语 10
1．4 操作系统服务 11
1．5 关于硬件的假设 12
1．5．1 中断与例外 13
1．5．2 处理机执行级 13
1．5．3 存储管理 14
1．6 本章小结 14
第 2章 内核导言 15
2．1 UNIX操作系统的体系结构 15
2．2 系统概念介绍 17
2．2．1 文件子系统概貌 17
2．2．2 进程 19
2．3 内核数据结构 27
2．4 系统管理 28
2．5 本章小结 28
2．6 习题 29
第3章 数据缓冲区高速缓冲 30
3．1 缓冲头部 30
3．2 缓冲池的结构 32
3．3 缓冲区的检索 33
3．4 读磁盘块与写磁盘块 43
3．5 高速缓冲的优点与缺点 45
3．6 本章小结 46
3．7 习题 47
第4章 文件的内部表示 48
4．1 索引节点 48
4．1．1 定义 48
4．1．2 对索引节点的存取 50
4．1．3 释放索引节点 53
4．2 正规文件的结构 53
4．3 目录 58
4．4 路径名到索引节点的转换 59
4．5 超级块 61
4．6 为新文件分配索引节点 62
4．7 磁盘块的分配 68
4．8 其他文件类型 71
4．9 本章小结 71
4．10 习题 72
第5章 文件系统的系统调用 74
5．1 系统调用open 75
5．2 系统调用read 78
5．3 系统调用write 82
5．4 文件和记录的上锁 83
5．5 文件的输入 输出位置的调整—lseek 83
5．6 系统调用close 84
5．7 文件的建立 86
5．8 特殊文件的建立 87
5．9 改变目录及根 88
5．10 改变所有者及许可权方式 90
5．11 系统调用stat和fstat 90
5．12 管道 90
5．12．1 系统调用pipe 91
5．12．2 有名管道的打开 92
5．12．3 管道的读和写 92
5．12．4 管道的关闭 94
5．12．5 例 95
5．13 系统调用dup 95
5．14 文件系统的安装和拆卸 97
5．14．1 在文件路径名中跨越安装点 100
5．14．2 文件系统的拆卸 103
5．15 系统调用link 104
5．16 系统调用unlink 108
5．16．1 文件系统的一致性 109
5．16．2 竞争条件 110
5．17 文件系统的抽象 113
5．18 文件系统维护 114
5．19 本章小结 116
5．20 习题 116
第6章 进程结构 121
6．1 进程的状态和状态的转换 121
6．2 系统存储方案 125
6．2．1 区 125
6．2．2 页和页表 126
6．2．3 内核的安排 128
6．2．4 u区 130
6．3 进程的上下文 131
6．4 进程上下文的保存 133
6．4．1 中断和例外 133
6．4．2 系统调用的接口 136
6．4．3 上下文切换 139
6．4．4 为废弃返回（abortive return）而保存上下文 140
6．4．5 在系统和用户地址空间之间拷贝数据 141
6．5 进程地址空间的管理 141
6．5．1 区的上锁和解锁 142
6．5．2 区的分配 142
6．5．3 区附接到进程 143
6．5．4 区大小的改变 144
6．5．5 区的装入 146
6．5．6 区的释放 148
6．5．7 区与进程的断接 148
6．5．8 区的复制 150
6．6 睡眠 151
6．6．1 睡眠事件及其地址 151
6．6．2 算法sleep和wakeup 152
6．7 本章小结 156
6．8 习题 156
第7章 进程控制 159
7．1 进程的创建 159
7．2 软中断信号 166
7．2．1 软中断信号的处理 169
7．2．2 进程组 175
7．2．3 从进程发送软中断信号 175
7．3 进程的终止 176
7．4 等待进程的终止 178
7．5 对其他程序的引用 181
7．6 进程的用户标识号 188
7．7 改变进程的大小 191
7．8 shell程序 193
7．9 系统自举和进程init 195
7．10 本章小结 198
7．11 习题 199
第8章 进程调度和时间 206
8．1 进程调度 206
8．1．1 算法 206
8．1．2 调度参数 207
8．1．3 进程调度的例子 210
8．1．4 进程优先权的控制 212
8．1．5 公平共享调度 213
8．1．6 实时处理 214
8．2 有关时间的系统调用 215
8．3 时钟 218
8．3．1 重新启动时钟 218
8．3．2 系统的内部定时 218
8．3．3 直方图分析 220
8．3．4 记帐和统计 223
8．3．5 计时 223
8．4 本章小结 224
8．5 习题 224
第9章 存储管理策略 226
9．1 对换 226
9．1．1 对换空间的分配 226
9．1．2 进程的换出 229
9．1．3 进程的换入 232
9．2 请求调页 236
9．2．1 请求调页的数据结构 238
9．2．2 偷页进程 243
9．2．3 页面错 246
9．2．4 在简单硬件支持下的请求调页系统 253
9．3 对换和请求调页的混合系统 254
9．4 本章小结 254
9．5 习题 255
第 10章 输入 输出子系统 258
10．1 驱动程序接口 258
10．1．1 系统配置 259
10．1．2 系统调用与驱动程序
接口 261
10．1．3 中断处理程序 267
10．2 磁盘驱动程序 268
10．3 终端驱动程序 271
10．3．1 字符表clist 273
10．3．2 标准方式下的终端驱动程序 276
10．3．3 原始方式下的终端驱动程序 280
10．3．4 终端探询 282
10．3．5 建立控制终端 283
10．3．6 间接终端驱动程序 283
10．3．7 注册到系统 284
10．4 流 285
10．4．1 流的详细的示例 288
10．4．2 对流的分析 290
10．5 本章小结 291
10．6 习题 291
第 11章 进程间通信 294
11．1 进程跟踪 294
11．2 系统Ⅴ IPC 297
11．2．1 消息 299
11．2．2 共享存储区 304
11．2．3 信号量 308
11．2．4 总的评价 316
11．3 网络通信 317
11．4 套接字 318
11．5 本章小结 322
11．6 习题 323
第 12章 多处理机系统 325
12．1 多处理机系统的问题 325
12．2 主从处理机解决方法 326
12．3 信号量解决方法 328
12．3．1 信号量定义 329
12．3．2 信号置实现 329
12．3．3 几个算法 336
12．4 Tunis系统 340
12．5 性能局限性 340
12．6 习题 340
第 13章 分布式UNIX系统 342
13．1 卫星处理机系统 343
13．2 纽卡斯尔连接 350
13．3 透明型分布式文件系统 353
13．4 无存根进程的透明分布式模型 356
13．5 本章小结 357
13．6 习题 358
附录A 系统调用 361
索引 377
参考文献 382