关于80x86段式内存管理问题

秋水无痕2017 2018-06-20 10:42:54

参考书本《汇编语言第二版王爽著》 P24
原文："段地址 x 16必然是16的倍数，所以一个段的起始地址也一定是16的倍数；"

假设一个段地址为FFFFH,求其寻址范围?
在Debug中可以对FFFF:0000 ~ FFFF:FFFF其中的任意地址进行读写操作;

而如果使用段地址 x 16 + 偏移地址 = 物理地址的寻址范围如下:
FFFFH x 16 + 0000H = FFFF0H
FFFFH x 16 + FFFFH = 10FFEFH 得到了一个24位的物理地址，显然是不对的。

所以我的理解是有误的，但是书这段看了几遍，实在是想不出错在哪里，如果是段地址必然是16的倍数这样还说的通，但【段地址x16】必然是16的倍数这个简直就跟没说一样，等于一个数乘以16以后必然可以整除16。实在没有理解什么意思。

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秋水无痕2017 2018-06-21

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大概明白了。说白了就是Windows XP中运行的Debug其实并不是真正的8086，它运行的平台如果是286或以上的话是可以寻址超过2^20的限制的。是这个意思吧？

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这取决于CPU的寻址方式，如果286+开A20的话，从FFFF段就可以寻址1MB以上64K-16字节的地址部分，DOS中称之为HMA，如果关闭A20，超过1MB的地址会回绕到0000段。

本文依据80x86CPU 中的内存管理单元（MMU）的硬件工作原理，论证了Windows 环境下内存管理单元如何进行内存单元的段页式寻址、保护检查和虚拟内存的实现过程以及有效地克服内存碎片问题的原理

微型计算机原理及应用基本学习要求注：以下基本要求按内容排列，而不是按章节排列一、微型计算机基础与概念 1、计算机中信息的表示方式？为何要用二进制表示方式？ 2、掌握二进制数、八进制数、十进制数、十六进制数的概念（数码符号、进位、展开式）； 3、掌握二进制、十进制、十六进制数间的相互转换，要熟练掌握将8位二进制数转换为相应的十进制数，能熟练的将0~255范围内的十进制数转换为二进制数，能将十六进制数转换成二进制形式，能将二进制转换成十六进制表示形式； 4、机器数与真值的概念，熟练掌握真值与机器数之间的相互转换； 5、带符号数的原码、反码和补码表示，熟练掌握原码和补码之间的相互转换（已知一个数的原码求它的补码，已知一个数的补码求出它的原码）； 6、已知一个数的补码，会求它的真值，掌握补码的加减法运算，掌握机器负数的求法； 7、能简述微型计算机系统硬件的组成（微处理器、存储器、输入及输入设备、输出接口及输出设备、总线）； 8、CPU在内部结构上由哪几部分组成（算术逻辑运算单元ALU、控制器、寄存器），简要说明各部分的作用？ 9、地址总线、数据总线、控制总线的作用？它们各自是双向还是单向？二、 80x86微处理器 1、8086处理器物理地址的生成：段基地址左移4位+段内偏移地址。会计算类似条件下的物理地址：（1）段寄存器CS=1200H，指令指针寄存器IP=2000H，此时，指令的物理地址为多少？（2）一个存放在8086计算机系统内存中的数据，它以DS作为段基址寄存器且设(DS)=1000H，段内偏移地址为2300H，会计算该数据的物理地址（同样是：段基地址左移4位+段内偏移地址），指向这一物理地址的DS值和段内偏移地址值是唯一的吗（不是唯一的）？ 2、掌握物理地址的生成方法（8086只有实地址模式，物理地址=段寄存器的内容左移4位+偏移地址）；注意向段寄存器传送数据的方法（CS位代码段基地址寄存器，不能做目的地址，立即数不能直接传送给段基地址寄存器），注意代码段寄存器CS不能作为目的寄存器； 3、掌握8086的寄存器及其使用方法，注意AX、BX、CX、DX可以作为8位寄存器使用； 4、8086的标志寄存器有哪些状态标志位？各个标志位在什么情况下置位？注意数据传送指令不影响标志寄存器（除了向标志寄存器传送指令）；掌握标志寄存器中各个控制标志位的作用？如何设置这些控制位？注意标志寄存器的传送指令、压栈与弹出指令，修改标志寄存器的方法； 5、能描述计算机中IO端口的编制方式有几种（独立编址和统一编址2种），每种编址方式的特点？8086采用IO独立编址方式，注意X86中IO接口的寻址方式，X86的IO操作指令，IN和OUT指令的端口地址、IN/OUT指令只能是端口与累加寄存器AX(或AL)进行传送； 6、系统的复位后内部寄存器的状态（除CS=0FFFFH外，其他寄存器=0000H），8086系统复位后，第一条执行的指令的地址（0FFFF0H）； 7、8086的中断系统，向量中断的概念，中断向量表和结构，中断向量表和中断向量的存放位置，对一个中断类型号为n的中断，会计算它的中断向量的存放地址； 8、什么叫中断类型号？什么是中断向量？中断向量放在那里？对应于中断类型号为20H的中断其中断向量存放在哪里？如果20H的中断处理子程序从3000H:1000H开始，则中断向量应怎样存放（00080H开始存放：00H，10H，00H，30H）？ 9、8086存储空间最大为多少？怎样用16位寄存器实现对20位地址的寻址？

英文版以下是我从网上所的相关介绍内容简介本书以X86系列微机为背景，从简单的Hello程序开始，系统而详细地阐述了X86微机汇编语言编程的行种基础知识和编程技巧，内容涉及到数据表示、存储器管理、各种数据类型、过程、与汇编语言相关的体系结构、控制结构、文件、宏指令、位处理指令、字符串指令、MMX指令、类和对象，以及混合语言编程等，尤其是在高级汇编语言（HLA）方面，该书给予了细致深入的讲解。对于有意学习X86汇编语言编程的程序员来说，这是一本难得的好书。本书的作者Randall Hyde拥有十多年的汇编语言教学经验，并且开发了多个商用软件，具有实际的汇编语言开发经验。该书的英文网络版受到全球成千上万的网站和高级程序员的高度评价，被大家公推为高级汇编语言编程的经典之作。该书的英文正版推出不久，即有很多人在“亚马逊”网站上为其作评，而且几乎所有的人都给予5星的高分，可见其内容之好目录第1章进入汇编语言的世界 1.1 本章概述 1.2 HLA程序的结构 1.3 运行第一个HLA程序 1.4 基本的HLA数据声明 1.5 布尔值 1.6 字符值 1.7 Intel80x86处理器简介 1.8 基本的机器指令 1.9 基本的HLA控制结构 1.10 HLA标准库入门 1.11 关于TRY..ENDTRY的其他细节 1.12 高级汇编语言与底级汇编语言比较 1.13 更多信息第2章数据表示 2.1 本章概述 2.2 数字系统 2.3 十六进制数字系统 2.4 数据结构 2.5 二进制数与十六进制数的算术运算 2.6 关于数字及其表示法 2.7 位逻辑运算 2.8 二进制数和位串的逻辑运算 2.9 有符号数和无符号数 2.10 符号扩展、零扩展、压缩和饱和 2.11 侈位和缩环移位 2.12 位域和压缩数据 2.13 浮点运算简介 2.14 BCD数据表示 2.15 字符 2.16 Unicode字符集 2.17 更多信息第3章存储器的访问与结构 3.1 本章概述 3.2 80x86的寻址方式 3.3 运行时存储器的结构 3.4 HLA如何为变量分配内存 3.5 HLA对数据对齐的支持 3.6 地址表达式 3.7 类型强制转换 3.8 寄存器类型强制转换 3.9 栈段与PUSH及POP指令 3.10 动态内存分配和堆段 3.11 INC和DEC指令 3.12 获取存储器对象的地址 3.13 更多信息第4章常量、变量与数据类型 4.1 本章概述 4.2 一些额外的指令：INTMUL、BOUND、INTO 4.3 TBYTE数据类型 4.4 HLA常量和数值声明 4.5 HLA和TYPE段 4.6 ENUM和HLA枚举数据类型 4.7 指针数据类型 4.8 HLA标准库CHARS.HHF模型 4.9 复合数据类型 4.10 字符串 4.11 HLA字符串 4.12 访问字符中的某个字符 4.13 HLA字符串模块和其他与字符串机关的例程 4.14 存储器内转换 4.15 字符集 4.16 在HLA中实现字符集 4.17 HLA字符集常量和字符集表达工 4.18 HLA HLL布尔表达式中的IN操作符 4.19 HLA标准库对字符集的支持 4.20 在HLA程序中使用字符集 4.21 数组 4.22 在HLA程序中声明数组 4.23 HLA数组常量 4.24 访问一维数组的元素 4.25 多维数组 4.26 多维数组的存储空间分配 4.27 汇编语言中多维数组元素的访问 4.28 大数组和MASM（只适用于Windows程序员） 4.29 记录 4.30 记录常量 4.31 记录数组 4.32 数组/记录作为记录字段 4.33 控制记录中的字面偏移量 4.34 对齐记录中的字段 4.35 记录指针 4.36 联合 4.37 匿名联合 4.38 变量类型 4.39 联合常量 4.40 命名空间 4.41 汇编语言中的动态数组 4.42 HLA标准库数组支持 4.43 更多信息第5章过程与单元 5.1 本章概述 5.2 过程 5.3 机器状态的保存 5.4 过程的提前返回 5.5 局部变量 5.6 其他局部和全局符号类型 5.7 参数 5.8 函数和函数的结果 5.9 递归 5.10 过程的向前引用 5.11 过程的底层实现与CALL指令 5.12 过程与堆栈 5.13 活动记录 5.14 标准入口序列 5.15 标准出口序列 5.16 自动（局部）变量的底层实现 5.17 参数的度层实现 5.18 过程指针 5.19 过程参数 5.20 无类型的引用参数 5.21 管理大型程序 5.22 #INCLUDE伪指令 5.23 忽略重复的#INCLUDE操作 5.24 单元与EXTERNAL伪指令 5.25 命名空间的污染 5.26 更多信息第6章算术运算 6.1 本章概述 6.2 80x86的整数运算指令 6.3 算术表达式 6.4 逻辑（布尔）表达式 6.5 机器特征与运算技巧 6.6 浮点运算 6.7 浮点表达式到汇编语言的转换 6.8 HLA标准库对浮点算术运算的支持 6.9 算术运算小结第7章低级控制结构 7.1 本章概述 7.2 低级控制结构 7.3 语句标号 7.4 无条件控制转移（JMP） 7.5 条件跳转指令 7.6 “中级”控制结构：JT和JF 7.7 使用汇编语言实现通用控制结构 7.8 选择 7.9 状态机和间接跳转 7.10 “面条式”代码 7.11 循环 7.12 性能提高 7.13 HLA中的混合控制结构 7.14 更多信息第8章文件 8.1 本章概述 8.2 文件组织 8.3 顺序文件 8.4 随机访问文件 8.5 ISAM文件 8.6 截断文件 8.7 更多信息第9章高级算术运算 9.1 本章概述 9.2 多精度操作 9.3 对不同长度的操作数进行操作 9.4 十进制算术运算 9.5 表 9.6 更多信息第10章宏与HLA编译时语言 10.1 本章概述 10.2 编译时语言 10.3 #PRINT和#ERROR语句 10.4 编译时常量和变量 10.5 编译时表达式和操作符 10.6 编译时函数 10.7 条件编译（编译时决定） 10.8 重复编译（编译时循环） 10.9 宏（编译时过程） 10.10 编写编译时“程序” 10.11 在不同的源文件中使用宏 10.12 更多信息第11章位操作 11.1 本章概述 11.2 位数据 11.3 位操作指令 11.4 作为位累加器的进位标志位 11.5 位串的压缩与解压缩 11.6 接合位组与分布位串 11.7 压缩的位串数组 11.8 搜索位 11.9 位的计数 11.10 倒置位串 11.11 合并位串 11.12 提取位串 11.13 搜索位模式 11.14 HLA标准库的位模块 11.15 更多信息第12章字符串指令 12.1 本章概述 12.2 80x86字符串指令 12.3 80x86字符串指令的性能 12.4 更多信息第13章 MMX指令集 13.1 本章概述 13.2 判断CPU是否支持MMX指令集 13.3 MMX编程环境 13.4 设计MMX指令集的目的 13.5 饱和算未能和回转模式 13.6 MMX指令操作数 13.7 MMX技术指令第14章类与对象 14.1 本章概述 14.2 通用原则 14.3 HLA中的类 14.4 对象 14.5 继承 14.6 重载 14.7 虚拟方法与静态过程 14.8 编写类方法和过程 14.9 对象实现 14.10 构造函数和对象初始化 14.11 析构函数 14.12 HLA的“_initialize_”和“_finalize_”字符串 14.13 抽像方法 14.14 运行时类型信息（RTTI） 14.15 调用基类的方法 14.16 更多信息第15章混合语言编程 15.1 本章概述 15.2 在同一程序中混合使用HLA和MASM/Gas代码 15.3 使用Delphi/Kylix和HLA编程 15.4 使用C/C++和HLA编程 15.5 更多信息附录A ASCII字符集附录B 80x86指令集

目录第1 章简介(1) 1.1 简介 1.1.1 简史 1.1.2 创始之初 1.1.3 繁衍 1.1.4 BSD 1.1.5 System V 1.1.6 商业化 1.1.7 Mach 1.1.8 标准 1.1.9 OSF 和UI 1.1.10 SVR4 及其之后 1.2 演变的动力 1.2.1 功能 1.2.2 网络 1.2.3 性能 1.2.4 硬件变化 1.2.5 改进质量 1.2.6 模式变化 1.2.7 其他应用领域 1.2.8 简洁就是美 1.2.9 灵活性 1.3 回顾与展望 1.3.1 UNIX 好在哪里 1.3.2 UNIX 的误区在哪儿 1.4 本书的范围 1.5 参考文献第2 章进程与内核(17) 2.1 简介 2.2 模式.空间和上下文 2.3 进程抽象 2.3.1 进程状态 2.3.2 进程上下文 2.3.3 用户凭证 2.3.4 u 区和proc 结构 2.4 内核态下运行 2.4.1 系统调用接口 2.4.2 中断处理 2.5 同步 2.5.1 阻塞操作 2.5.2 中断 2.5.3 多处理器 2.6 进程调度 2.7 信号 2.8 新进程和程序 2.8.1 fork 和exec 2.8.2 进程创建 2.8.3 fork 优化 2.8.4 执行一个新程序 2.8.5 进程终止 2.8.6 等待进程终止 2.8.7 僵尸(Zombie)进程 2.9 小结 2.10 练习 2.11 参考文献第3 章线程和轻量级进程(41) 3.1 简介 3.1.1 动机 3.1.2 多线程和多处理器 3.1.3 并发和并行 3.2 基本抽象概念 3.2.1 内核线程 3.2.2 轻量级进程 3.2.3 用户线程 3.3 轻量级进程设计——要考虑的问题 3.3.1 fork 的语义 3.3.2 其他的系统调用 3.3.3 信号传递和处理 3.3.4 可视性 3.3.5 堆栈增长 3.4 用户级线程库 3.4.1 编程接口 3.4.2 线程库的实现 3.5 调度器调用 3.6 Solaris 和 SVR4 的多线程处理 3.6.1 内核线程 3.6.2 轻量级进程的实现 3.6.3 用户线程 3.6.4 用户线程的实现 3.6.5 中断处理 3.6.6 系统调用处理 3.7 Mach 中的线程 3.7.1 Mach 的抽象概念——任务和线程 3.7.2 Mach 的C-threads 3.8 Digital UNIX 3.8.1 UNIX 接口 3.8.2 系统调用和信号 3.8.3 pthreads 线程库 3.9 Mach 3.0 的续体 3.9.1 编程模型 3.9.2 使用续体 3.9.3 优化 3.9.4 分析 3.10 小结 3.11 练习 3.12 参考文献第4 章信号和会话管理(72) 4.1 简介 4.2 信号生成和处理 4.2.1 信号处理 4.2.2 信号生成 4.2.3 典型情景 4.2.4 睡眠和信号 4·3 不可靠信号 4.4 可靠的信号 4.4.1 主要特性 4.4.2 SVR3 的实现 4.4.3 BSD 信号管理 4.5 SVR4 信号机制 4.6 信号机制的实现 4.6.1 信号生成 4.6.2 信号传递和处理 4.7 异常 4.8 Mach 中的异常处理 4.8.1 异常端口 4.8.2 错误处理 4.8.3 调试器的交互 4.8.4 分析 4.9 进程组和终端管理 4.9.1 基本概念 4.9.2 SVR3 模型 4.9.3 局限性 4.9.4 4.3BSD 中的进程组和终端 4.9.5 缺点 4.10 SVR4 会话的体系结构 4.10.1 目的(动机) 4.10.2 会话和进程组 4.10.3 数据结构 4.10.4 控制终端 4.10.5 4.4BSD 中会话的实现 4.11 小结 4.12 练习 4.13 参考文献第5 章进程调度(98) 5.1 简介 5.2 时钟中断处理 5.2.1 调出链表 5.2.2 报警 5.3 调度器的目标 5.4 传统的UNIX 调度 5.4.1 进程优先级 5.4.2 调度器的实现 5.4.3 运行队列管理 5.4.4 分析 5.5 SVR4 的调度器 5.5.1 类无关层 5.5.2 调度类的接口 5.5.3 分时类 5.5.4 实时类 5.5.5 系统调用priocntl 5.5.6 分析 5.6 Solaris2.x 调度的改善 5.6.1 抢占式内核 5.6.2 多处理器的支持 5.6.3 隐式调度 5.6.4 优先级逆转 5.6.5 优先级继承的实现 5.6.6 优先继承的局限性 5.6.7 Turnstiles 5.6.8 分析 5.7 mach 中的调度 5.7.1 多处理器的支持 5.8 Digital UNIX 的实时调度器 5.8.1 多处理器支持 5.9 其他的一些调度实现 5.9.1 fair share 调度 5.9.2 最终期限驱动调度 5.9.3 三级(Three-Level)调度器 5.10 小结 5.11 练习 5.12 参考文献第6 章进程间通信(130) 6.1 简介 6.2 通用IPC 方法 6.2.1 信号 6.2.2 管道 6.2.3 SVR4 的管道 6.2.4 进程跟踪 6.3 System V 的进程间通信 6.3.1 公共元素 6.3.2 信号量 6.3.3 消息队列 6.3.4 共享内存 6.3.5 讨论 6.4 Mach IPC 6.4.1 基本概念 6.5 消息 6.5.1 消息的数据结构 6.5.2 消息传递接口 6.6 端口 6.6.1 端口名字空间 6.6.2 端口数据结构 6.6.3 端口变换 6.7 消息传递 6.7.1 端口权力的传递 6.7.2 脱机内存 6.7.3 控制流 6.7.4 通知 6.8 端口操作 6.8.1 释放一个端口 6.8.2 备份端口 6.8.3 端口集合 6.8.4 端口的添加 6.9 扩展性 6.10 Mach 3.0 的改进 6.10.1 一次发送权 6.10.2 Mach 3.0 的通知 6.10.3 发送权的用户引用记数 6.11 讨论 6.12 小结 6.13 练习 6.14 参考文献第7 章同步和多处理器(164) 7.1 简介 7.2 传统UNIX 内核中的同步 7.2.1 中断屏蔽 7.2.2 睡眠和唤醒 7.2.3 传统方法的局限性 7.3 多处理器系统 7.3.1 内存模型 7.3.2 同步支持 7.3.3 软件体系结构 7.4 多处理器同步问题 7.4.1 唤醒丢失问题 7.4.2 巨群问题 7.5 信号灯 7.5.1 提供互斥访问的信号灯 7.5.2 使用的信号灯的事件等待 7.5.3 用于控制可计数资源的信号灯 7.5.4 信号灯的缺点 7.5.5 护卫 7.6 自旋锁 7.6.1 自旋锁的使用 7.7 条件变量 7.7.1 实现问题 7.7.2 事件 7.7.3 阻塞锁 7.8 读写锁 7.8.1 设计考虑 7.8.2 实现 7.9 引用计数 7.10 其他考虑 7.10.1 死锁避免 7.10.2 递归锁 7.10.3 阻塞还是自旋 7.10.4 锁什么 7.10.5 粒度和持续时间 7.11 例子分析 7.11.1 SVR 4.2/MP 7.11.2 Digital UNIX 7.11.3 其他实现 7.12 小结 7.13 练习 7.14 参考文献第8 章文件系统接口和框架(191) 8.1 简介 8.2 文件的用户接口 8.2.1 文件和目录 8.2.2 文件属性 8.2.3 文件描述符 8.2.4 文件1/O 8.2.5 分散-聚集I/O(Scatter－Garther I/O) 8.2.6 文件加锁 8.3 文件系统 8.3.1 逻辑磁盘 8.4 特殊文件 8.4.1 符号链接 8.4.2 管道和FIFO 8.5 文件系统框架 8.6 vnode/vfs 体系结构 8.6.1 目标 8.6.2 设备 1 门的经验 8.6.3 vnode/vfs 接口概述 8.7 实现概述 8.7.1 目标 8.7.2 v 节点和打开文件 8.7.3 v 节点 8.7.4 v 节点引用计数 8.7.5 vfs 对象 8.8 文件系统相关对象 8.8.1 每个文件的私有数据 8.8.2 vnodeops 向量 8.8.3 vfs 层中的文件系统相关部分 8.9 安装一个文件系统 8.9.1 虚拟文件系统转换 8.9.2 mount 的实现 8.9.3 VFS-MOUNT 处理 8.10 对文件的操作 8.10.1 路径名遍历 8.10.2 目录查找缓存 8.10.3 VOP_LOOKUP 操作 8.10.4 打开文件 8.10.5 文件I/O 8.10.6 文件属性 8.10.7 用户凭证 8.11 分析 8.11.1 SVR4 实现的缺点 8.11.2 4.4BSD 模型 8.11.3 OSF/1 方法 8.12 小结 8.13 练习 8.14 参考文献第9 章文件系统实现(227) 9.1 简介 9.2 System V 文件系统(s5fs) 9.2.1 目录 9.2.2 i 节点 9.2.3 超级块 9.3 s5fs 内核组织 9.3.1 内存i 节点 9.3.2 i 节点查找 9.3.3 文件I/O 9.3.4 i 节点的分配与回收 9.4 对s5fs 的分析 9.5 伯克利快速文件系统(FFS) 9.6 硬盘结构 9.7 磁盘组织 9.7.1 块和碎片 9.7.2 分配策略 9.8 FFS 的增强功能 9.9 分析 9.10 临时文件系统 9.10.1 内存文件系统 9.10.2 tmpfs 文件系统 9.11 特殊目的文件系统 9.11.1 specfs 文件系统 9.11.2 /proc 文件系统 9.11.3 处理器文件系统 9.11.4 半透明文件系统 9.12 以往的磁盘缓存 9.12.1 基本操作 9.12.2 缓冲区头结构 9.12.3 优点 9.12.4 缺点 9.12.5 保证文件系统的一致性 9.13 小结 9.14 练习 9.15 参考文献第10 章分布式文件系统(255) 10.1 简介 1O.2 分布式文件系统的一般特征 10.2.1 设计考虑 10.3 网络文件系统(NFS) 10.3.1 用户透视 10.3.2 设计日标 10.3.3 NFS 组成 10.3.4 无状态 10.4 协议族 10.4.1 扩展数据表示(XDR) 10.4.2 远程过程调用(RPC) 10.5 NFS 实现 10.5.1 控制流 10.5.2 文件句柄 l0.5.3 mount 操作 10.5.4 路径名查找 10.6 UNIX 语义 10.6.1 打开文件权限 10.6.2 删除打开文件 l0.6.3 读和写 10.7 NFS 性能 10.7.1 性能瓶颈 10.7.2 客户端高速缓存 10.7.3 延迟写 10.7.4 重传高速缓存 10.8 专用NFS 服务器 10.8.1 Auspex 功能性多处理器结构 10.8.2 IBM 的HA-NFS 服务器 10.9 NFS 安全性 10.9.1 NFS 访问控制 10.9.2 UID 重新映射 10.9.3 root 重新映射 10.10 NFSv3 10.11 远程文件共亨(RFS)文件系统 10.12 RFS 结构 10.12.1 远程消息协议 10.12.2 有状态操作 10.13 RFS 实现 10.13.1 远程安装 10.13.2 RFS 客户和服务器 10.13.3 崩溃恢复 10.13.4 其他问题 10.14 客户端高速缓存 10.14.1 高速缓存一致性 10.15 Andrew 文件系统 10.15.1 可扩展的结构 10.15.2 存储和名字空间组织 10.15.3 会话语义 10.16 AFS 实现 10.16.1 缓存以及一致性 10.16.2 路径名查找 10.16.3 安全 10.17 AFS 的缺陷 10.18 DCE 分布式文件系统(DCE DFS) 10.18.1 DFS 体系结构 10.18.2 高速缓冲区一致性 10.18.3 令牌管理器 10.18.4 其他DFS 服务 10.18.5 分析 10.19 小结 10.20 练习 10.21 参考文献第11 章高级文件系统(298) 11.1 简介 11.2 传统文件系统的局限 11.2.1 FFS 磁盘布局 11.2.2 写的主导性 11.2.3 元数据更新 11.2.4 崩溃恢复 11.3 文件系统成簇(Sun-FFS) 11.4 日志方法 11.4.1 基本特征 11.5 日志结构文件系统 11.6 4.4BSD 日志文件系统 11.6.1 写日志 11.6.2 数据检索 11.6.3 崩溃恢复 11.6.4 清除进程 11.6.5 分析 11.7 元数据日志 11.7.1 正常操作 11.7.2 日志的一致 11.7.3 崩溃恢复 11.7.4 分析 11.8 Episode 文件系统 11.8.1 基本抽象 11.8.2 结构 11.8.3 记日志 11.8.4 其他特性 11.9 监视器(watchdog) 11.9.1 目录监视器 11.9.2 消息通道 11.9.3 应用 11.10 4.4BSD 端口文件系统 11.10.1 使用端曰(portals) 11.11 堆栈式文件系统层 11.11.1 框架和接口 11.11.2 Sun Soft 原型 11.12 4.4BSD 文件系统接口 11.12.1 Nullfs 和Union Mount 文件系统 11.13 小结 11.14 练习 11.15 参考文献第12 章内核内存管理(328) 12.1 简介 12.2 功能需求 12.2.1 评估标准 12.3 资源映射图分配器 12.3.1 分析 12.4 简单2 次幂空闲表 12.4.1 分析 12.5 McKusick-Karels 分配器 12.5.1 分析 12.6 伙伴系统 12.6.1 分析 12.7 SVR4 Lazy 伙伴算法 12.7.1 Lazy 合并 12.7.2 SVR4 实现细节 12.8 Mach/1 的zone 分配器 12.8.1 垃圾收集 12.8.2 分析 12.9 多处理器的分层分配器 12.9.1 分析 12.10 Solaris 2.4 的Slab 分配器 12.10.1 对象复用 12.10.2 硬件Cache 利用率 12.10.3 分配器footprint 12.10.4 设计与接口 12.10.5 实现 12.10.6 分析 12.11 小结 12.12 练习 12.13 参考文献第13 章虚存(352) 13.1 简介 13.1.1 内存管理的石器时代 13.2 分页 13.2.1 功能需求 13.2.2 虚拟地址空间 13.2.3 页面初始访问 13.2.4 交换区 13.2.5 转换映射图 13.2.6 页面替换策略 13.3 硬件需求 13.3.1 MMU 缓存 13.3.Z Intel 80x86 13.3.3 IBM RS/6000 13.3.4 MIPS R3000 13.4 4.3BSBSD 实例研究 13.4.1 物理内存 13.4.2 地址空间 13.4.3 页面在哪里 13.4.4 交换区 13.5 4.3BSD 内存管理操作 13.5.1 创建进程 13.5.2 页面失效处理 13.5.3 空闲页面链表 13.5.4 交换 13.6 分析 13.7 练习 13.8 文献第14 章 SVR4 VM 体系结构(382) 14.1 动机 14.2 内存映射文件 14.2.1 mmap 及相关系统用 14.3 VM 设计原理 14.4 基本抽象概念 14.4.1 物理内存 14.4.2 地址空间 14.4.3 地址映射 14.4.4 匿名页面 14.4.5 硬件地址转换 14.5 段驱动程序 14.5.1 seg－vn 14.5.2 seg－map 14.5.3 seg－dev 14.5.4 seg-kmem 14.5.5 seg-kp 14.6 交换层 14.7 VM 操作 14.7.1 创建一个新映射 14.7.2 匿名页面处理 14.7.3 创建进程 14.7.4 共享匿名页面 14.7.5 页面失效处理 14.7.6 共享内存 14.7.7 其他部件 14.8 与v 节点子系统的交互 14.8.1 v 节点接口变化 14.8.2 统一的文件访问 14.8.3 其他问题 14.9 Solaris 中的虚拟交换空间 14.9.1 扩展交换空间 14.9.2 虚交换管理 14.9.3 讨论 14.10 分析 14.11 性能改进 14.11.1 高失效率原因 14.11.2 SVR4 对SunOS VM 实现的改进 14.11.3 结果与讨论 14.12 小结 14.13 练习 14.14 参考文献第15 章进一步关于内存管理的主题(413) 15.1 简介 15.2 Mach 的内存管理设计 15.2.1 设计目标 15.2.2 编程接口 15.2.3 基本抽象概念 15.3 共享内存设施 15.3.1 copy-on-write 共享 15.3.2 读写共享 15.4 内存对象和Pager 15.4.1 内存对象初始化 15.4.2 内核与pager 间的接口 15.4.3 内核与pager 交互 15.5 外部pager 和内部pager 15.5.1 一个网络共享内存服务器 15.6 页面替换 15.7 分析 15.8 4.4BSD 的内存管理 15.9 快表(TLB)一致性 15.9.1 单处理机上的TLB 一致性 15.9.2 多处理机问题 15.10 Mach 的TLB 击落算法 15.10.1 同步和死锁避免 15.10.2 讨论 15.11 SVR4 和SVR4.2 UNIX 中的TLB 一致性 15.11.1 SVR4/MP 15.11.2 SVR4.2/MP 15.11.3 Lazy 击落算法 15.11.4 立即击落 15.11.5 讨论 15.12 其他TLB 一致性算法 15.13 虚地址缓存 l5.13.1 映射变化 15.13.2 地址别名 15.13.3 DMA 操作 15.13.4 维护缓存一致性 15.13.5 分析 15.14 练习 15.15 参考文献第16 章设备驱动程序I/O(446) 16.1 简介 16.2 概述 16.2.1 硬件配置 16.2.2 设备中断 16.3 设备驱动程序框架 16.3.1 设备和驱动程序分类 16.3.2 调用驱动程序代码 16.3.3 设备开关表 16.3.4 驱动程序入口点 16.4 I/O 子系统 16.4.1 主、次设备号 16.4.2 设备文件 16.4.3 specfs 文件系统 16.4.4 公共snode 16.4.5 设备克隆 16.4.6 字符设备I/O 16.5 poll 系统调用 16.5.1 poll 的实现 16.5.2 4.3BSD select 系统调用 16.6 块I/O 16.6.1 buf 结构 16.6.2 与v 节点的交互 16.6.3 设备访问方法 16.6.4 到块设备的raw I/O 16.7 DDI/DKI 说明 16.7.1 建议 16.7.2 第三部分函数 16.7.3 其他部分 16.8 新的SVR4 版本 16.8.1 多处理器可靠驱动程序 16.8.2 SVR4.1/ES 的变化 16.8.3 动态加载和卸载 16.9 发展趋势 16.10 小结 16.11 练习 16.12 参考文献第17 章流(477) 17.1 目的 17.2 概述 17.3 消息和队列 17.3.1 消息 17.3.2 虚拟拷贝 17.3.3 消息类型 17.3.4 队列和模块 17.4 流I/O 17.4.1 STREAMS 调度程序 17.4.2 优先带(Priority Bands) 17.4.3 流量控制 17.4.4 驱动程序尾 17.4.5 流头 17.5 配置和设置 17.5.1 配置一个模块或驱动程序 17.5.2 打开流 17.5.3 插入(Pushing)模块 17.5.1 克隆设备 17.6 STREAMS ioctl 17.6.1 STR ioctl 处理 17.6.2 透明ioctl 17.7 内存分配 17.7.1 扩展STREAMS 缓冲区 17.8 多路复用 17.8.1 上部多路复用器 17.8.2 下部多路复用器 17.8.3 链接流 17.8.4 数据流 17.8.5 普通链接和持久链接 17.9 FIFO 和管道 17.9.1 STREAMS FIFO 17.9.2 STREAMS 管道 17.10 网络接口 17.10.1 传输供应者接口(TPI） 17.10.2 传输层接口(TLI) 17.10.3 sockets 17.10.4 SVR4 socket 实现 17.11 小结 17.12 练习 17.13 参考文献

微型计算机原理及应用基本学习要求注：以下基本要求按内容排列，而不是按章节排列一、微型计算机基础与概念 1、计算机中信息的表示方式？为何要用二进制表示方式？ 2、掌握二进制数、八进制数、十进制数、十六进制数的概念（数码符号、进位、展开式）； 3、掌握二进制、十进制、十六进制数间的相互转换，要熟练掌握将8位二进制数转换为相应的十进制数，能熟练的将0~255范围内的十进制数转换为二进制数，能将十六进制数转换成二进制形式，能将二进制转换成十六进制表示形式； 4、机器数与真值的概念，熟练掌握真值与机器数之间的相互转换； 5、带符号数的原码、反码和补码表示，熟练掌握原码和补码之间的相互转换（已知一个数的原码求它的补码，已知一个数的补码求出它的原码）； 6、已知一个数的补码，会求它的真值，掌握补码的加减法运算，掌握机器负数的求法； 7、能简述微型计算机系统硬件的组成（微处理器、存储器、输入及输入设备、输出接口及输出设备、总线）； 8、CPU在内部结构上由哪几部分组成（算术逻辑运算单元ALU、控制器、寄存器），简要说明各部分的作用？ 9、地址总线、数据总线、控制总线的作用？它们各自是双向还是单向？二、 80x86微处理器 1、8086处理器物理地址的生成：段基地址左移4位+段内偏移地址。会计算类似条件下的物理地址：（1）段寄存器CS=1200H，指令指针寄存器IP=2000H，此时，指令的物理地址为多少？（2）一个存放在8086计算机系统内存中的数据，它以DS作为段基址寄存器且设(DS)=1000H，段内偏移地址为2300H，会计算该数据的物理地址（同样是：段基地址左移4位+段内偏移地址），指向这一物理地址的DS值和段内偏移地址值是唯一的吗（不是唯一的）？ 2、掌握物理地址的生成方法（8086只有实地址模式，物理地址=段寄存器的内容左移4位+偏移地址）；注意向段寄存器传送数据的方法（CS位代码段基地址寄存器，不能做目的地址，立即数不能直接传送给段基地址寄存器），注意代码段寄存器CS不能作为目的寄存器； 3、掌握8086的寄存器及其使用方法，注意AX、BX、CX、DX可以作为8位寄存器使用； 4、8086的标志寄存器有哪些状态标志位？各个标志位在什么情况下置位？注意数据传送指令不影响标志寄存器（除了向标志寄存器传送指令）；掌握标志寄存器中各个控制标志位的作用？如何设置这些控制位？注意标志寄存器的传送指令、压栈与弹出指令，修改标志寄存器的方法； 5、能描述计算机中IO端口的编制方式有几种（独立编址和统一编址2种），每种编址方式的特点？8086采用IO独立编址方式，注意X86中IO接口的寻址方式，X86的IO操作指令，IN和OUT指令的端口地址、IN/OUT指令只能是端口与累加寄存器AX(或AL)进行传送； 6、系统的复位后内部寄存器的状态（除CS=0FFFFH外，其他寄存器=0000H），8086系统复位后，第一条执行的指令的地址（0FFFF0H）； 7、8086的中断系统，向量中断的概念，中断向量表和结构，中断向量表和中断

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