BIOS与注册表终极指南 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:航空

作者:甘登岱

出品人:

页数:268

译者:

出版时间:2004-8

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787801834027

丛书系列:

图书标签:

• BIOS
• 注册表
• Windows
• 系统优化
• 硬件
• 计算机维护
• 故障排除
• 技术指南
• DIY
• 电脑知识

好的，这是一本关于计算机系统底层原理、硬件接口、内存管理和操作系统内核交互的专业技术书籍的简介。 --- 《深度系统构建：从固件到内核的探秘之旅》 书籍定位： 本书旨在为资深程序员、系统架构师、嵌入式工程师以及对计算机底层原理有极致追求的技术人员提供一份详尽且深入的蓝图。它不满足于表面化的操作系统使用，而是深入到硬件指令集、内存寻址的物理限制以及操作系统内核与硬件之间的复杂握手过程。 内容概览： 本书将系统地解构现代计算机体系结构中，从加电瞬间到操作系统稳定运行的全过程。我们聚焦于那些常被高层软件抽象所掩盖的关键环节，特别是处理器初始化、内存管理单元（MMU）的配置、中断处理机制的建立，以及固件接口的交互细节。 第一部分：硬件初始化与启动链条 本部分将剖析计算机启动的起点。我们将从POST（开机自检）流程入手，详细解析UEFI/BIOS（此处仅探讨传统启动过程中的固件接口，不涉及注册表配置）在初始化平台组件时的核心任务。内容包括： 1. CPU初始化序列： 从复位向量到进入保护模式或长模式（Long Mode）的每一步指令序列解析。我们将深入探讨如何设置分段寄存器、启用分页机制（Paging）的初始阶段，以及处理Early Bootloader的加载。 2. 内存映射与识别： 详细阐述如何通过ACPI（高级配置和电源接口）或传统的INT 15h服务来枚举和校验系统RAM。重点讲解物理地址的获取、内存类型（如可缓存、保留）的区分，以及内存保护的初步建立。 3. 中断控制器配置（APIC/PIC）： 深入分析传统可编程中断控制器（PIC）和现代高级可编程中断控制器（APIC）的编程模型。如何设置LVT（Local Vector Table）、屏蔽与未屏蔽中断的区分，以及I/O APIC与CPU之间的中断路由机制。 第二部分：内存管理单元（MMU）的精细控制 内存管理是操作系统的核心基石。本书将跳出虚拟内存的抽象层面，聚焦于MMU的物理实现和软件配置： 1. 分页机制的层次结构： 对x86-64架构的多级页表结构（PML4, PDPT, PD, PT）进行逐层解析。讲解页表项（PTE）的各个标志位（如Present, R/W, Accessed, Dirty, NX/XD）的精确含义及其对性能和安全的影响。 2. TLB（转换后援缓冲器）的维护： 探讨操作系统在进行上下文切换、修改页表或进行内存保护权限变更时，如何通过INVLPG, TLB Shootdown等指令或机制来正确地使TLB缓存失效，确保内存访问的正确性。 3. 缓存一致性模型： 讨论不同CPU架构下的内存一致性模型（如Total Store Order vs. Weak Ordering）。讲解如何使用内存屏障指令（如LFENCE, SFENCE, MFENCE）来保证多核环境下的数据可见性，这是编写高性能并发代码的关键。 第三部分：系统服务与内核交互层 本部分关注操作系统内核如何建立其运行环境，并与底层硬件进行高效通信： 1. 系统调用接口的实现： 详细分析现代操作系统的系统调用机制，如使用`SYSCALL`/`SYSENTER`指令。讨论从用户态到内核态的转换过程，堆栈的切换、寄存器上下文的保存与恢复，以及权限级别的安全检查。 2. 设备驱动程序的基石： 虽然本书不深入讲解特定驱动的编写，但会重点阐述总线（如PCIe）的枚举和资源分配过程。讲解如何通过MMIO（内存映射I/O）和端口I/O访问设备寄存器，以及如何建立DMA（直接内存访问）通道，实现数据的高效传输。 3. 电源管理与休眠/唤醒： 探讨ACPI S-States（如S3/S4）的设计。内核如何在系统进入低功耗状态前保存所有关键状态（包括CPU上下文、中断状态和设备状态），并在唤醒时精确恢复执行流。 第四部分：异常、中断与故障处理 可靠的系统必须能优雅地处理意料之外的事件。 1. 异常向量表的构建： 解析IDT（中断描述符表）的结构，并详细介绍如何设置中断门描述符和陷阱门描述符。 2. 中断服务例程（ISR）的编写： 介绍处理硬中断（如时钟、键盘）和软件中断/异常（如缺页异常、通用保护错误）的最佳实践。重点在于ISR的原子性、重入性以及如何安全地返回到被中断的上下文。 3. 故障恢复策略： 分析内核如何区分可恢复的错误（如页面错误）和不可恢复的致命错误（如双重错误），以及在发生不可恢复错误时，如何安全地终止系统或重启。 目标读者： 本书要求读者具备扎实的C/C++编程基础，熟悉汇编语言（x86-64），并对操作系统原理有初步的理解。它适合希望超越API调用层面，直接与硬件和内核接口对话的工程师。阅读本书后，您将能够从根本上理解现代计算平台的运行逻辑，为开发高性能、高稳定性的系统软件奠定坚实的基础。

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