The design and implementation of the 4. 4BSD operating system

Cover......Page 1
Preface......Page 8
About the Authors......Page 16
Contents......Page 18
Part 1: Overview......Page 28
1.1 History o f the UNIX System......Page 30
1.2 BSD and Other Systems......Page 37
1.3 Design Goals of 4BSD......Page 39
1.4 Release Engineering......Page 43
References......Page 44
2.1 4.4BSD Facilities and the Kernel......Page 48
2.2 Kernel Organization......Page 50
2.3 Kernel Services......Page 52
2.4 Process Management......Page 53
2.5 Memory Management......Page 56
2.6 I/O System......Page 58
2.7 Filesystems......Page 63
2.8 Filestores......Page 67
2.9 Network Filesystem......Page 68
2.10 Terminals......Page 69
2.11 Interprocess Communication......Page 70
2.13 Network Implementation......Page 71
Exercises......Page 72
References......Page 73
3.1 Kernel Organization......Page 76
3.2 System Calls......Page 80
3.3 Traps and Interrupts......Page 82
3.4 Clock Interrupts......Page 84
3.5 Memory-Management Services......Page 87
3.6 Timing Services......Page 90
3.7 User, Group, and Other Identifiers......Page 92
3.8 Resource Services......Page 95
3.9 System-Operation Services......Page 98
Exercises......Page 99
References......Page 100
Part 2: Processes......Page 102
4.1 Introduction to Process Management......Page 104
4.2 Process State......Page 107
4.3 Context Switching......Page 114
4.4 Process Scheduling......Page 119
4.5 Process Creation......Page 125
4.6 Process Termination......Page 126
4.7 Signals......Page 127
4.8 Process Groups and Sessions......Page 134
4.9 Process Debugging......Page 139
Exercises......Page 141
References......Page 143
5.1 Terminology......Page 144
5.2 Overview of the 4.4BSD Virtual-Memory System......Page 150
5.3 Kernel Memory Management......Page 153
5.4 Per-Process Resources......Page 159
5.5 Shared Memory......Page 164
5.6 Creation of a New Process......Page 173
5.7 Execution of a File......Page 177
5.8 Process Manipulation of Its Address Space......Page 178
5.9 Termination of a Process......Page 181
5.10 The Pager Interface......Page 183
5.11 Paging......Page 189
5.12 Page Replacement......Page 193
5.13 Portability......Page 200
Exercises......Page 214
References......Page 215
Part 3: I/O System......Page 218
6.1 I/O Mapping from User to Device......Page 220
6.2 Block Devices......Page 223
6.3 Character Devices......Page 227
6.4 Descriptor Management and Services......Page 232
6.5 The Virtual-Filesystem Interface......Page 245
6.6 Filesystem-Independent Services......Page 250
6.7 Stackable Filesystems......Page 258
Exercises......Page 265
References......Page 267
7.1 Hierarchical Filesystem Management......Page 268
7.2 Structure of an In ode......Page 270
7.3 Naming......Page 274
7.4 Quotas......Page 280
7.5 File Locking......Page 284
7.6 Other Filesystem Semantics......Page 289
References......Page 291
8.1 Overview of the Filestore......Page 292
8.2 The Berkeley Fast Filesystem......Page 296
8.3 The Log-Structured Filesystem......Page 312
8.4 The Memory-Based Filesystem......Page 329
Exercises......Page 333
References......Page 334
9.1 History and Overview......Page 338
9.2 NFS Structure and Operation......Page 341
9.3 Techniques for Improving Performance......Page 352
Exercises......Page 360
References......Page 361
10. Terminal Handling......Page 364
10.1 Terminal-Processing Modes......Page 365
10.2 Line Disciplines......Page 366
10.3 User Interface......Page 367
10.4 The tty Structure......Page 369
10.5 Process Groups, Sessions, and Terminal Control......Page 370
10.6 C-Iists......Page 371
10.7 RS-232 and Modem Control......Page 373
10.8 Terminal Operations......Page 374
10.9 Other Line Disciplines......Page 382
References......Page 384
Part 4: Interprocess Communication......Page 386
11. Interprocess Communication......Page 388
11.1 Interprocess-Communication Model......Page 389
11.2 Implementation Structure and Overview......Page 395
11.3 Memory Management......Page 396
11.4 Data Structures......Page 401
11.5 Connection Setup......Page 407
11.6 Data Transfer......Page 409
11.7 Socket Shutdown......Page 417
Exercises......Page 418
References......Page 420
12. Network Communication......Page 422
12.1 Internal Structure......Page 423
12.2 Socket-to-Protocol Interface......Page 432
12.3 Protocol-Protocol Interface......Page 437
12.4 Interface between Protocol and Network Interface......Page 439
12.5 Routing......Page 443
12.6 Buffering and Congestion Control......Page 453
12.7 Raw Sockets......Page 455
12.8 Additional Network-Subsystem Topics......Page 456
Exercises......Page 459
References......Page 460
13. Network Protocols......Page 462
13.1 Internet Network Protocols......Page 463
13.2 User Datagram Protocol (UDP)......Page 470
13.3 Internet Protocol (IP)......Page 473
13.4 Transmission Control Protocol (TCP)......Page 478
13.5 TCP Algorithms......Page 484
13.6 TCP Input Processing......Page 491
13.7 TCP Output Processing......Page 495
13.8 Internet Control Message Protocol (ICMP)......Page 504
13.9 OSI Implementation Issues......Page 505
13.10 Summary of Networking and Interprocess Communication......Page 507
Exercises......Page 511
References......Page 513
Part 5: System Operation......Page 516
14.1 Overview......Page 518
14.2 Bootstrapping......Page 519
14.3 Kernel Initialization......Page 520
14.4 Autoconfiguration......Page 523
14.5 Machine-Independent Initialization......Page 529
14.6 User-Level Initialization......Page 532
14.7 System-Startup Topics......Page 534
References......Page 538
Glossary......Page 540
Index......Page 578