启动vs过后,只是出现开始画面,一闪而过

kendezhu 2012-04-10 11:48:09
启动vs过后,只是出现开始画面,一闪而过,就没有下文了,郁闷啊,这是怎么回事啊
sqlserver企业管理器也是这样的情况
之前是可以的
我用360的系统漏洞功能进行了漏洞修复 安装了oracle 10g(里面貌似有对.net的支持)
系统是32位的win7
可能vs跟sqlserver企业管理器这俩程序跟.net框架有关 难道是我那俩操作跟.net框架冲突?
我也是在瞎猜
有谁遇到过这种情况?是咋回事啊?
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我爱小土豆 2012-04-12
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以前是什么情况是不是刚安装之后就是这个问题?还是以前是好的 刚这样的 说详细点呢,这样有助于别人帮你解决问题的喔
renyiqiu 2012-04-12
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重新安装吧,来个痛快
ztenv 2012-04-12
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在装vs 的过程中出现了错误,然后你又继续安装的,建议删除所有的相关组件,重新安装;或重新安装操作系统吧。
出现这个现象有方面的,一是硬件,即内存方面有问题,二是软件,这就有多方面的问题了。 一:先说说硬件: 一般来说,电脑硬件是很不容易坏的。内存出现问题的可能性并不大(除非你的内存真的是杂牌的一塌徒地),主要方面是:1。内存条坏了(二手内存情况居多)、2。使用了有质量问题的内存,3。内存插在主板上的金手指部分灰尘太多。4。使用不同品牌不同容量的内存,从而出现不兼容的情况。5。超频带来的散热问题。你可以使用MemTest 这个软件来检测一下内存,它可以彻底的检测出内存的稳定度。 二、如果都没有,那就从软件方面排除故障了。 先说原理:内存有个存放数据的地方叫缓冲区,当程序把数据放在缓冲区,需要操作系统提供的“功能函数”来申请,如果内存分配成功,函数就会将所新开辟的内存区地址返回给应用程序,应用程序就可以通过这个地址使用这块内存。这就是“动态内存分配”,内存地址也就是编程中的“光标”。内存不是永远都招之即来、用之不尽的,有时候内存分配也会失败。当分配失败时系统函数会返回一个0值,这时返回值“0”已不表示新启用的光标,而是系统向应用程序发出的一个通知,告知出现了错误。作为应用程序,在每一次申请内存后都应该检查返回值是否为0,如果是,则意味着出现了故障,应该采取一些措施挽救,这就增强了程序的“健壮性”。若应用程序没有检查这个错误,它就会按照“思维惯性”认为这个值是给它分配的可用光标,继续在之后的执行中使用这块内存。真正的0地址内存区储存的是计算机系统中最重要的“中断描述符表”,绝对不允许应用程序使用。在没有保护机制的操作系统下(如DOS),写数据到这个地址会导致立即当机,而在健壮的操作系统中,如Windows等,这个操作会马上被系统的保护机制捕获,其结果就是由操作系统强行关闭出错的应用程序,以防止其错误扩大。这时候,就会出现上述的内存不能为“read”错误,并指出被引用的内存地址为“0x00000000“。内存分配失败故障的原因很多,内存不够、系统函数的版本不匹配等都可能有影响。因此,这种分配失败多见于操作系统使用很长时间后,安装了多种应用程序(包括无意中“安装”的病毒程序),更改了大量的系统参数和系统档案之后。 在使用动态分配的应用程序中,有时会有这样的情况出现:程序试图读写一块“应该可用”的内存,但不知为什么,这个预料中可用的光标已经失效了。有可能是 “忘记了”向操作系统要求分配,也可能是程序自己在某个时候已经注销了这块内存而“没有留意”等等。注销了的内存被系统回收,其访问权已经不属于该应用程序,因此读写操作也同样会触发系统的保护机制,企图“违法”的程序唯一的下场就是被操作终止执行,回收全部资源。计算机世界的法律还是要比人类有效和严厉得多啊!像这样的情况都属于程序自身的BUG,你往往可在特定的操作顺序下重现错误。无效光标不一定总是0,因此错误提示中的内存地址也不一定为 “0x00000000”,而是其它随机数字。 首先建议: 1、 检查系统中是否有木马或病毒。这类程序为了控制系统往往不负责任地修改系统,从而导致操作系统异常。平常应加强信息安全意识,对来源不明的可执行程序绝不好奇。 2、 更新操作系统,让操作系统的安装程序重新拷贝正确版本的系统档案、修正系统参数。有时候操作系统本身也会有BUG,要注意安装官方发行的升级程序。 3、 尽量使用最新正式版本的应用程序、Beta版、试用版都会有BUG。 4、 删除然后重新创建 WinntSystem32WbemRepository 文件夹中的文件:在桌面上右击我的电脑,然后单击管理。在"服务和应用程序"下,单击服务,然后关闭并停止 Windows Management Instrumentation 服务。 删除 WinntSystem32WbemRepository 文件夹中的所有文件。(在删除前请创建这些文件的备份副本。)打开"服务和应用程序",单击服务,然后打开并启动 Windows Management Instrumentation 服务。当服务重新启动时,将基于以下注册表项中所提供的信息重新创建这些文件: HKEY_LOCAL_MACHINESOFTWAREMicrosoftWBEMCIMOMAutorecover MOFs 下面搜集几个例子给大家分析: 例一:IE浏览器出现“0x0a8ba9ef”指令引用的“0x03713644” 内存,或者“0x70dcf39f”指令引用的“0x00000000”内存。该内存不能为“read”。要终止程序,请单击“确定”的信息框,单击“确定”后,又出现“发生内部错误,您正在使用的其中一个窗口即将关闭”的信息框,关闭该提示信息后,IE浏览器也被关闭。解决方法: 1、 开始-运行窗口,输入“regsvr32 actxprxy.dll”回车,接着会出现一个信息对话 框“DllRegisterServer in actxprxy.dll succeeded”,确定。再依次运行以下命令。(这个方法有人说没必要,但重新注册一下那些.dll对系统也没有坏处,反正多方下手,能解决问题就行。) regsvr32 shdocvw.dll regsvr32 oleaut32.dll regsvr32 actxprxy.dll regsvr32 mshtml.dll regsvr32 msjava.dll regsvr32 browseui.dll regsvr32 urlmon.dll 2、 修复或升级IE浏览器,同时打上系统补丁。看过其中一个修复方法是,把系统还原到系统初始的状态下。建议将IE升级到了6.0。 例二:有些应用程序错误: “0x7cd64998” 指令参考的 “0x14c96730” 内存。该内存不能为 “read”。解决方法:Win XP的“预读取”技术这种最佳化技术也被用到了应用程序上,系统对每一个应用程序的前几次启动情况进行分析,然后新增一个描述套用需求的虚拟“内存映像”,并把这些信息储存到WindowsPrefetch文件夹。一旦建立了映像,应用软件的装入速度大大提高。XP的预读取数据储存了最近8次系统启动或应用软件启动的信息。建议将虚拟内存撤换,删除WindowsPrefetch目录下所有*.PF文件,让windows重新收集程序的物理地址。 例三:在XP下双击光盘里面的“AutoRun.exe”文件,显示“0x77f745cc”指令引用的“0x00000078”内存。该内存不能为“written”,要终止程序,请单击“确定”,而在Windows 98里运行却正常。解决方法:这可能是系统的兼容性问题,winXP的系统,右键“AutoRun.exe”文件,属性,兼容性,把“用兼容模式运行这个程序”项选择上,并选择“Windows 98/Me”。win2000如果打了SP的补丁后,只要开始,运行,输入:regsvr32 c:winntapppatchslayerui.dll。右键,属性,也会出现兼容性的选项。 例四:RealOne Gold关闭时出现错误,以前一直使用正常,最近却在每次关闭时出现“0xffffffff”指令引用的“0xffffffff”内存。该内存不能为 “read” 的提示。解决方法:当使用的输入法为微软拼音输入法2003,并且隐藏语言栏时(不隐藏时没问题)关闭RealOne就会出现这个问题,因此在关闭RealOne 之前可以显示语言栏或者将任意其他输入法作为当前输入法来解决这个问题。 例五:我的豪杰超级解霸自从上网后就不能播放了,每次都提示“0x060692f6”(每次变化)指令引用的“0xff000011”内存不能为 “read”,终止程序请按确定。解决方法:试试重装豪杰超级解霸,如果重装后还会,到官方网站下载相应版本的补丁试试。还不行,只好换就用别的播放器试试了。 例六:双击一个游戏的快捷方式,“0x77f5cd0”指令引用“0xffffffff”内 存,该内存不能为“read” ,并且提示Client.dat程序错误。解决方法:重装显卡的最新驱动程序,然后下载并且安装DirectX9.0。 例七:一个朋友发信息过来,我的电脑便出现了错误信息:“0x772b548f”指令引用的“0x00303033”内存,该内存不能为 “written”,然后QQ自动下线,而再打开QQ,发现了他发过来的十几条的信息。解决方法:这是对方利用QQ的BUG,发送特殊的代码,做QQ出错,只要打上补丁或升级到最新版本,就没事了。 该内存不能为read或written的解决方案关键词: 该内存不能为"read" 该内存不能为"written" 从网上搜索来的几篇相关文章. 【文章一】 使用Windows操作系统的人有时会遇到这样的错误信息: 「“0X????????”指令引用的“0x00000000”内存,该内存不能为“read”或“written”」,然后应用程序被关闭。 如果去请教一些「高手」,得到的回答往往是「Windows就是这样不稳定」之类的义愤和不屑。其实,这个错误并不一定是Windows不稳定造成的。本文就来简单分析这种错误的一般原因。 一、应用程序没有检查内存分配失败 程序需要一块内存用以储存数据时,就需要使用操作系统提供的「功能函数」来申请,如果内存分配成功,函数就会将所新开辟的内存区地址返回给应用程序,应用程序就可以通过这个地址使用这块内存。这就是「动态内存分配」,内存地址也就是编程中的「光标」。内存不是永远都招之即来、用之不尽的,有时候内存分配也会失败。当分配失败时系统函数会返回一个0值,这时返回值「0」已不表示新启用的游标,而是系统向应用程序发出的一个通知,告知出现了错误。作为应用程序,在每一次申请内存后都应该检查返回值是否为0,如果是,则意味着出现了故障,应该采取一些措施挽救,这就增强了程序的「健壮性」。若应用程序没有检查这个错误,它就会按照「思维惯性」认为这个值是给它分配的可用游标,继续在之后的执行中使用这块内存。真正的0地址内存区储存的是计算机系统中最重要的「中断描述符表」,绝对不允许应用程序使用。在没有保护机制的操作系统下(如DOS),写数据到这个地址会导致立即当机,而在健壮的操作系统中,如 Windows等,这个操作会马上被系统的保护机制捕获,其结果就是由操作系统强行关闭出错的应用程序,以防止其错误扩大。这时候,就会出现上述的「写内存」错误,并指出被引用的内存地址为「0x00000000」。内存分配失败故障的原因很多,内存不够、系统函数的版本不匹配等都可能有影响。因此,这种分配失败多见于操作系统使用很长时间后,安装了多种应用程序(包括无意中「安装」的病毒程序),更改了大量的系统参数和系统档案之后。 二、应用程序由于自身BUG引用了不正常的内存光标 在使用动态分配的应用程序中,有时会有这样的情况出现:程序试突读写一块「应该可用」的内存,但不知为什么,这个预料中可用的光标已经失效了。有可能是「忘记了」向操作系统要求分配,也可能是程序自己在某个时候已经注销了这块内存而「没有留意」等等。注销了的内存被系统回收,其访问权已经不属于该应用程序,因此读写操作也同样会触发系统的保护机制,企图「违法」的程序唯一的下场就是被操作终止执行,回收全部资源。计算机世界的法律还是要比人类有效和严厉得多啊!像这样的情况都属于程序自身的BUG,你往往可在特定的操作顺序下重现错误。无效光标不一定总是0,因此错误提示中的内存地址也不一定为「0x00000000」,而是其它随机数字。如果系统经常有所提到的错误提示,下面的建议可能会有说明 : 1.检视系统中是否有木马或病毒。这类程序为了控制系统往往不负责任地修改系统, 从而导致操作系统异常。平常应加强信息安全意识,对来源不明的可执行程序绝不好奇。 2.更新操作系统,让操作系统的安装程序重新拷贝正确版本的系统档案、修正系统参数。 有时候操作系统本身也会有BUG,要注意安装官方发行的升级程序。 3.试用新版本的应用程序。 Mode: 将虚拟内存撤换 答案: 目前为止是肯定的,也就是如在下次冷天到来时亦没再发生,就代表这是主因 追加: 如果你用 Ghost 恢复 OS 后建议 删除WINDOWS\PREFETCH目录下所有*.PF文件因为需让windows重新收集程序的物理地址 有些应用程序错误 "0x7cd64998" 指令参考的 "0x14c96730" 内存。该内存不能为 "read"推论是此原因 源由: Win XP的「预读取」技术 这种最佳化技术也被用到了应用软件上,系统对每一个应用软件的前几次启动情况进行分析,然后新增一个描述套用需求的虚拟「内存映像」,并把这些信息储存到 WINDOWSPREFETCH数据夹。一旦建立了映像,应用软件的装入速度大大提高。XP的预读取数据储存了最近8次系统启动或应用软件启动的信息。 后叙: 目前此方法亦是独步网络的(其码自己针对此问题查了许久),也是常见问题,原本几乎每天睡前关闭软件时一些程序都会发生...read... 现在就没发生了。 【文章二】 运行某些程序的时候,有时会出现内存错误的提示(0x后面内容有可能不一样),然后该程序就关闭。 “0x????????”指令引用的“0x????????”内存。该内存不能为“read”。 “0x????????”指令引用的“0x????????”内存,该内存不能为“written”。 不知你出现过类似这样的故障吗? 一般出现这个现象有方面的,一是硬件,即内存方面有问题,二是软件,这就有多方面的问题了。 下面先说说硬件: 一般来说,内存出现问题的可能性并不大,主要方面是:内存条坏了、内存质量有问题,还有就是2个不同牌子不同容量的内存混插,也比较容易出现不兼容的情况,同时还要注意散热问题,特别是超频后。你可以使用MemTest 这个软件来检测一下内存,它可以彻底的检测出内存的稳定度。 假如你是双内存,而且是不同品牌的内存条混插或者买了二手内存时,出现这个问题,这时,你就要检查是不是内存出问题了或者和其它硬件不兼容。 如果都没有,那就从软件方面排除故障了。 先简单说说原理:内存有个存放数据的地方叫缓冲区,当程序把数据放在其一位置时,因为没有足够空间,就会发生溢出现象。举个例子:一个桶子只能将一斤的水,当你放入两斤的水进入时,就会溢出来。而系统则是在屏幕上表现出来。这个问题,经常出现在windows2000和XP系统上,Windows 2000/XP对硬件的要求是很苛刻的,一旦遇到资源死锁、溢出或者类似Windows 98里的非法操作,系统为保持稳定,就会出现上述情况。另外也可能是硬件设备之间的兼容性不好造成的。 下面我从几个例子给大家分析: 例一:打开IE浏览器或者没过几分钟就会出现"0x70dcf39f"指令引用的"0x00000000"内存。该内存不能为“read”。要终止程序,请单击“确定”的信息框,单击“确定”后,又出现“发生内部错误,您正在使用的其中一个窗口即将关闭”的信息框,关闭该提示信息后,IE浏览器也被关闭。解决方法:修复或升级IE浏览器,同时打上补丁。看过其中一个修复方法是,Win2000自升级,也就是Win2000升级到Win2000,其实这种方法也就是把系统还原到系统初始的状态下。比如你的IE升级到了6.0,自升级后,会被IE5.0代替。 例二:在windows xp下双击光盘里面的“AutoRun.exe”文件,显示“0x77f745cc”指令引用的“0x00000078”内存。该内存不能为 “written”,要终止程序,请单击“确定”,而在Windows 98里运行却正常。解决方法:这可能是系统的兼容性问题,winXP的系统,右键“AutoRun.exe”文件,属性,兼容性,把“用兼容模式运行这个程序”项选择上,并选择“Windows 98/Me”。win2000如果打了SP的补丁后,只要开始,运行,输入:regsvr32 c:winntapppatchslayerui.dll。右键,属性,也会出现兼容性的选项。 例三:RealOne Gold关闭时出现错误,以前一直使用正常,最近却在每次关闭时出现“0xffffffff”指令引用的“0xffffffff”内存。该内存不能为 “read” 的提示。解决方法:当使用的输入法为微软拼音输入法2003,并且隐藏语言栏时(不隐藏时没问题)关闭RealOne就会出现这个问题,因此在关闭RealOne 之前可以显示语言栏或者将任意其他输入法作为当前输入法来解决这个问题。 例四:我的豪杰超级解霸自从上网后就不能播放了,每次都提示“0x060692f6”(每次变化)指令引用的“0xff000011”内存不能为 “read”,终止程序请按确定。解决方法:试试重装豪杰超级解霸,如果重装后还会,到官方网站下载相应版本的补丁试试。还不行,只好换就用别的播放器试试了。 例五:双击一个游戏的快捷方式,“0x77f5cd0”指令引用“0xffffffff”内 存,该内存不能为“read” ,并且提示Client.dat程序错误。 解决方法:重装显卡的最新驱动程序,然后下载并且安装DirectX9.0。 例六:一个朋友发信息过来,我的电脑便出现了错误信息:“0x772b548f”指令引用的“0x00303033”内存,该内存不能为 “written”,然后QQ自动下线,而再打开QQ,发现了他发过来的十几条的信息。解决方法:这是对方利用QQ的BUG,发送特殊的代码,做QQ出错,只要打上补丁或升级到最新版本,就没事了。 【原因 解决方法】 1 内存条坏了 更换内存条 2 双内存不兼容 使用同品牌的内存或只要一条内存 3 内存质量问题 更换内存条 4 散热问题 加强机箱内部的散热 5 内存和主板没插好或其他硬件不兼容 重插内存或换个插槽 6 硬件有问题 更换硬盘 7 驱动问题 重装驱动,如果是新系统,应先安装主板驱动 8 软件损坏 重装软件 9 软件有BUG 打补丁或更新到最新版本 10 软件和系统不兼容 给软件打上补丁或是试试系统的兼容模式 11 软件和软件之间有冲突 如果最近安装了什么新软件,卸载了试试 12 软件要使用其他相关的软件有问题 重装相关软件,比如播放某一格式的文件时出错,可能是这个文件的解码器有问题 13 病毒问题 杀毒 14 杀毒软件与系统或软件相冲突 由于杀毒软件是进入底层监控系统的,可能与一些软件相冲突,卸载试试 15 系统本身有问题 有时候操作系统本身也会有BUG,要注意安装官方发行的更新程序,象SP的补丁,最好打上.如果还不行,重装系统,或更换其他版本的系统。 〔又一说〕 在控制面板的添加/删除程序中看看你是否安装了微软NET.Framework,如果已经安装了,可以考虑卸载它,当然如果你以后在其它程序需要NET.Framework时候,可以再重新安装。 另外,如果你用的是ATI显卡并且你用的是SP2的补丁(一些ATI的显卡驱动需要在NET.Framework正常工作的环境下)。这种情况你可以找一款不需要NET.Framework支持的ATI显卡驱动。 如果以上两种方法并不能完全解决问题,你试着用一下“IE修复”软件,并可以查查是否有病毒之类的。 〔微软NET.Framework升级到1.1版应该没问题了〕 〔还有一说〕 方法一: 微软新闻组的朋友指点:开始--运行:regsvr32 jscript.dll 开始--运行:regsvr32 vbscript.dll 不过没解决---但提供了路子-----一次运行注册所有dll 搜索查找到方法如下: 运行 输入cmd 回车在命令提示符下输入 for %1 in (%windir%system32*.dll) do regsvr32.exe /s %1 这个命令老兄你慢慢输 输入正确的话会看到飞快地滚屏 否则……否则失败就是没这效果。回车后慢慢等(需要点时间1-2分钟) 都运行完再打开看 方法二: 这是个典型问题~~~~~引起这个问题的原因很多。一般来讲就是给系统打上补丁和更换内存、给内存换个插槽这3种方法来解决。[系统补丁只要到Microsoft Update网站在线更新就可以了] 造成这种问题的原因很多,不能单纯的下结论,尽量做到以下几点可能对你有帮助: 1。确保使用的是未修改过的软件(非汉化、破解版) 2。使用改软件时尽量不要运行其他软件。(这是个临时文件,可能某些软件也在使用临时文件夹,所以产生干扰) 3。把那些什么桌面工具,内存整理工具通通关掉(你至少有2个类似的工具在运行)” 处理方法: 运行regedit进入注册表, 在HKEY_LOCAL_MACHINESOFTWAREMicrosoftWindowsCurrentVersionExplorerShellExecuteHooks 下,应该只有一个正常的键值"{AEB6717E-7E19-11d0-97EE-00C04FD91972}, 将其他的删除。 〔我个人的最后解决和看法〕 我今天尝试了多种办法,最后我发现问题出在微软的NET.Framework上面。我升级了这个软件,并打齐了补丁,短暂平安后,有出现“内存不能为read”的情况。后来我受上面文章的启发,卸载了微软的NET.Framework1.0和1.1,世界太平了。 另外:如果是打开“我的电脑”、“我的文档”等的时候出现上述情况,还有一种可能,就是你的右键菜单太臃肿了,此时只要清理右键菜单问题就解决了。 -------------------------------------------------------------------------------- 〔试验的结果〕 上面的方法,最管用、最彻底的方法是这个: 运行 输入cmd 回车在命令提示符下输入 for %1 in (%windir%system32*.dll) do regsvr32.exe /s %1 【技巧】如果怕输入错误的话,可以复制这条指令,然后在命令提示框点击左上角的c:,使用下面的“编辑-粘贴”功能就不容易输错了。在飞速滚屏完全静止之后,别着急启动其他程序,先耐心等一会儿,因为此时dll们还在找位置。直到你的指示灯不闪了再做别的。 其他建议 使用Windows操作系统的人有时会遇到这样的错误信息:“0X????????指令引用的0x00000000内存,该内存不能written”,然后应用程序被关闭。如果去请教一些“高手”,得到的回答往往是“Windows就是这样不稳定”之类的义愤和不屑。其实,这个错误并不一定是Windows不稳定造成的。本文就来简单分析这种错误的常见原因。 一、应用程序没有检查内存分配失败 程序需要一块内存用以保存数据时,就需要调用操作系统提供的“功能函数”来申请,如果内存分配成功,函数就会将所新开辟的内存区地址返回给应用程序,应用程序就可以通过这个地址使用这块内存。这就是“动态内存分配”,内存地址也就是编程中的“指针”。 内存不是永远都招之即来、用之不尽的,有时候内存分配也会失败。当分配失败时系统函数会返回一个0值,这时返回值“0”已不表示新启用的指针,而是系统向应用程序发出的一个通知,告知出现了错误。作为应用程序,在每一次申请内存后都应该检查返回值是否为0,如果是,则意味着出现了故障,应该采取一些措施挽救,这就增强了程序的“健壮性”。 若应用程序没有检查这个错误,它就会按照“思维惯性”认为这个值是给它分配的可用指针,继续在之后的运行中使用这块内存。真正的0地址内存区保存的是计算机系统中最重要的“中断描述符表”,绝对不允许应用程序使用。在没有保护机制的操作系统下(如DOS),写数据到这个地址会导致立即死机,而在健壮的操作系统中,如Windows等,这个操作会马上被系统的保护机制捕获,其结果就是由操作系统强行关闭出错的应用程序,以防止其错误扩大。这时候,就会出现上述的“写内存”错误,并指出被引用的内存地址为“0x00000000”。 内存分配失败故障的原因很多,内存不够、系统函数的版本不匹配等都可能有影响。因此,这种分配失败多见于操作系统使用很长时间后,安装了多种应用程序(包括无意中“安装”的病毒程序),更改了大量的系统参数和系统文件之后。 二、应用程序由于自身BUG引用了不正常的内存指针 在使用动态分配的应用程序中,有时会有这样的情况出现:程序试图读写一块“应该可用”的内存,但不知为什么,这个预料中可用的指针已经失效了。有可能是“忘记了”向操作系统要求分配,也可能是程序自己
作为使用电脑时间比较长的老用户,难免会到朋友或同事家帮忙维护、维修电脑,有时还要帮人购买PC,这时我们肯定会带上硬件检测软件,不过,谁也不能随身总是带着这些软件,如果手头上没有合适的检测软件该怎么办呢?总不能因此就什么都不知道吧?那样你的高手形象大大会受损的,其实,离开这些软件我们也能明明白白查看电脑硬件的配置情况。下面我们就来一起学习一下吧。      一、开机自检中查看硬件配置      机器组装结束后即使不装操作系统也可以进行加电测试,在开机自检的画面中就隐藏着硬件配置的简单介绍哟(由于开机画面一闪而过,要想看清楚的话,记得及时伸手按住“PAUSE”键)。    1.显卡信息      开机自检时首先检查的硬件就是显卡,因此启动机器以后在屏幕左上角出现的几行文字就是有显卡的“个人资料”介绍。四行文字中,第一行“GeForce4 MX440……”标明了显卡的显示核心为GeForce4 MX440、支持AGP 8X技术;第二行“Version……”标明了显卡BIOS的版本,我们可以通过更新显卡BIOS版本“榨取”显卡性能,当然更新后这一行文字也会随之发生变化;第三行“Copyright (C)……”则为厂商的版权信息,标示了显示芯片制造厂商及厂商版权年限;第四行“64.0MB RAM”则标明了显卡显存容量。      2.CPU及硬盘、内存、光驱信息      显示完显卡的基本信息之后,紧接着出现的第二个自检画面则显示了更多的硬件信息,像CPU型号、频率、内存容量、硬盘及光驱信息等都会出现在此画面中。该画面最上面两行文字标示了主板BIOS版本及BIOS制造商的版权信息;紧接着的文字一看就明白啦,当然是主板芯片组喽;其下几行文字则标明了CPU的频率及内存容量、速度。呵呵,我这个CPU和内存是超频使用的,所以频率可不太正规哟;下面四行“IDE……”则标明了连接在IDE主从接口上的设备,包括硬盘型号及光驱型号等等。       3.主板信息     在第二个自检画面的最下方还会出现一行关于主板的信息,前面的日期显示的是当前主板的BIOS更新日期,后面的符号则是该主板所采用的代码,根据代码我们可以了解主板的芯片组型号和生产厂商。以往老主板的自检画面中最下方文字的中间标明的是主板芯片组,这一块板子则将其提到了自检画面的上方。      机器启动之后按“DEL”键进入BIOS设置页面,在基本信息中同样也可以看到机器的硬件信息,与开机画面显示的没有区别。    二、利用设备管理器查看硬件配置      进入操作系统之后,在安装硬件驱动程序的情况下还可以利用设备管理器与DirectX诊断工具来查看硬件配置。下面看看如何利用设备管理器查看硬件信息。进入桌面,鼠标右击“我的电脑”图标,在出现的菜单中选择“属性”,打开“系统属性”窗口,点击“硬件--设备管理器”,在“设备管理器”中显示了机器配置的所有硬件设备。从上往下依次排列着光驱、磁盘控制器芯片、CPU、磁盘驱动器、显示器、键盘、声音及视频等信息,最下方则为显示卡。想要了解哪一种硬件的信息,只要点击其前方的“+”将其下方的内容展开即可。      利用设备管理器除了可以看到常规硬件信息之外,还可以进一步了解主板芯片、声卡及硬盘工作模式等情况。例如想要查看硬盘的工作模式,只要双击相应的IDE通道即可弹出属性窗口,在属性窗口中可轻检看到硬盘的设备类型及传送模式。这些都是开机画面所不能提供的。      需要注意的是在Windows Xp之前的操作系统中所提供的设备管理器是无法用来查看CPU工作频率的,好在我们还有DirectX诊断工具。      三、利用DirectX诊断工具查看硬件配置      DirectX诊断工具可以帮助我们对硬件工作情况作出测试、诊断并进行修改,当然我们也可以利用它来查看机器的硬件配置。运行“系统信息”窗口,找到“工具--DirectX诊断工具”(或者进入安装盘符中Windows目录下的System32目录中运行Dxdiag.exe),在窗口中可以方便地查看硬件信息。    1.查看基本信息      在“DirectX诊断工具”窗口中点击“系统”选项卡,当前日期、计算机名称、操作系统、系统制造商及BIOS版本、CPU处理器频率及及内存容量一目了然。注意喽,虽然我将Celeron 2.0MHz超频至2.40MHz使用,但是DirectX却不认这个帐,依然显示的是未超频的原始频率。看来没有AIDA32,我们同样也可以识别奸商是否将超频的CPU卖给我们!!      2.查看显卡信息      在“DirectX诊断工具”窗口中点击“显示”选项卡,在这里我们可以看到显卡的制造商、显示芯片类型、显存容量、显卡驱动版本、监视器等常规信息。      3.查看音频信息      音频设备往往为人所忽视,但缺了它又不行,单击“声音”选项卡,对其做一番了解吧!同样在出现的窗口中能看到设备的名称、制造商及其驱动程序等等极为详细的资料。不同的是我们还可以点击右下角的“测试DirectSound(T)”对声卡进行一下简单的测试。      怎么样,经过这一番了解,是不是感觉收获挺大的?没有测试软件我们同样也可以了解机器的硬件信息,这下子可以到菜鸟面前充高手了
学会看开机信息 一、开机自检中查看硬件配置     机器组装结束后即使不装操作系统也可以进行加电测试,在开机自检的画面中就隐藏着硬件配置的简单介绍哟(由于开机画面一闪而过,要想看清楚的话,记得及时伸手按住“PAUSE”键)。   1.显卡信息     开机自检时首先检查的硬件就是显卡,因此启动机器以后在屏幕左上角出现的几行文字就是有显卡的“个人资料”介绍。四行文字中,第一行“GeForce4 MX440……”标明了显卡的显示核心为GeForce4 MX440、支持AGP 8X技术;第二行“Version……”标明了显卡BIOS的版本,我们可以通过更新显卡BIOS版本“榨取”显卡性能,当然更新后这一行文字也会随之发生变化;第三行“Copyright (C)……”则为厂商的版权信息,标示了显示芯片制造厂商及厂商版权年限;第四行“64.0MB RAM”则标明了显卡显存容量。     2.CPU及硬盘、内存、光驱信息     显示完显卡的基本信息之后,紧接着出现的第二个自检画面则显示了更多的硬件信息,像CPU型号、频率、内存容量、硬盘及光驱信息等都会出现在此画面中。该画面最上面两行文字标示了主板 BIOS版本及BIOS制造商的版权信息;紧接着的文字一看就明白啦,当然是主板芯片组喽;其下几行文字则标明了CPU的频率及内存容量、速度。呵呵,我这个CPU和内存是超频使用的,所以频率可不太正规哟;下面四行“IDE……”则标明了连接在IDE主从接口上的设备,包括硬盘型号及光驱型号等等。      3.主板信息    在第二个自检画面的最下方还会出现一行关于主板的信息,前面的日期显示的是当前主板的BIOS更新日期,后面的符号则是该主板所采用的代码,根据代码我们可以了解主板的芯片组型号和生产厂商。以往老主板的自检画面中最下方文字的中间标明的是主板芯片组,这一块板子则将其提到了自检画面的上方。     机器启动之后按“DEL”键进入BIOS设置页面,在基本信息中同样也可以看到机器的硬件信息,与开机画面显示的没有区别。   二、利用设备管理器查看硬件配置     进入操作系统之后,在安装硬件驱动程序的情况下还可以利用设备管理器与DirectX诊断工具来查看硬件配置。下面看看如何利用设备管理器查看硬件信息。进入桌面,鼠标右击“我的电脑”图标,在出现的菜单中选择“属性”,打开“系统属性”窗口,点击“硬件--设备管理器”,在“设备管理器”中显示了机器配置的所有硬件设备。从上往下依次排列着光驱、磁盘控制器芯片、CPU、磁盘驱动器、显示器、键盘、声音及视频等信息,最下方则为显示卡。想要了解哪一种硬件的信息,只要点击其前方的“+”将其下方的内容展开即可。     利用设备管理器除了可以看到常规硬件信息之外,还可以进一步了解主板芯片、声卡及硬盘工作模式等情况。例如想要查看硬盘的工作模式,只要双击相应的IDE通道即可bomb出属性窗口,在属性窗口中可轻检看到硬盘的设备类型及传送模式。这些都是开机画面所不能提供的。     需要注意的是在Windows Xp之前的操作系统中所提供的设备管理器是无法用来查看CPU工作频率的,好在我们还有DirectX诊断工具。      三、利用DirectX诊断工具查看硬件配置     DirectX诊断工具可以帮助我们对硬件工作情况作出测试、诊断并进行修改,当然我们也可以利用它来查看机器的硬件配置。运行“系统信息”窗口,找到 “工具--DirectX诊断工具”(或者进入安装盘符中Windows目录下的System32目录中运行Dxdiag.exe),在窗口中可以方便地查看硬件信息。   1.查看基本信息     在“DirectX诊断工具”窗口中点击“系统”选项卡,当前日期、计算机名称、操作系统、系统制造商及BIOS版本、CPU处理器频率及及内存容量一目了然。注意喽,虽然我将Celeron 2.0MHz超频至2.40MHz使用,但是DirectX却不认这个帐,依然显示的是未超频的原始频率。看来没有AIDA32,我们同样也可以识别奸商是否将超频的CPU卖给我们!!     2.查看显卡信息     在“DirectX诊断工具”窗口中点击“显示”选项卡,在这里我们可以看到显卡的制造商、显示芯片类型、显存容量、显卡驱动版本、监视器等常规信息。     3.查看音频信息     音频设备往往为人所忽视,但缺了它又不行,单击“声音”选项卡,对其做一番了解吧!同样在出现的窗口中能看到设备的名称、制造商及其驱动程序等等极为详细的资料。不同的是我们还可以点击右下角的“测试DirectSound(T)”对声卡进行一下简单的测试。   system32文件夹内容简介 system32文件夹内容简介 1)3com_dmi(空的) 2)1025, 1028, 1031, 1033, 1037, 1041, 1053, 2052 , 3076 这些以数字命名的文件夹中包含了本地化语言文件. 其中大多数文件夹都可能是空的.其中 1033 (英语),2052 (简体中文),据Microsoft 说: 用于指定语言的本地化 (语言) 文件, 按照 数字指派到的文件夹中. 除非 Windows 被本地化为特定的语言, 否则其它不对应的文件夹就 是空的. 3)appmgmt 4)CatRoot & CatRoot2 CatRoot文件夹中包含了安全编录文件.用来存放计算机启动测试信息的目录,包括了计算机启动时 检测的硬软件信息。 CatRoot2 文件夹中包含了编录数据库文件. 当你安装某些第三方程序时, 可能会需要某些特定的 .CAT 文件存在.,这些 .CAT 存在于以下 文件中:CatRoot\{F750E6C3- 38EE-11D1-85E5-00C04FC295EE},对于不咋明白系统的用户 最好不要删除 CatRoot2 文件夹中产生的文件都是临时文件. 其扩展名为 *.chk, *.emb, *log, 以及 *.txt. 5)Com(对象模型 (COM) 组件,用来存放组件服务文件,运行其的“comexp.msc”就会打开组 件服务控制台。) 可以删除,如果你愿意,还可以打开 “控制面板” -> “管 理工具”, 把其中的 “组件服 务” 快捷方式删了., 顺便,你还可以把用不到的 '数据源 (ODbC)' 快捷方式删掉. 6)config(包含了用于引导的注册表储备, 还有可通过事件查看 器查看的系统, 安全以及应用 程序日志文件. 7)config\systemprofile(这个文件夹中包含了一个用于本地系 统的标准配置文件),可以 删除。systemprofile 文件夹本身, 以及其中的一些空文件夹, 有可能会自动重新出现. 8)dhcp(这个文件夹一般是空的)如果你想让主机作为一台 DHCp 服务器, 那么这个文件 夹就会用于保存动态主机配置协议 (DHCp) 数据库文件. 9)DirectX(包含了用于支持某些游戏设备的文件. 可以删除) 10)dllcache(包含了受 “Windows 文件保护系统” 保护的系统文件副本.当你进行过在线 更新之后, 新版本的系统文件就会 被置入这个 dllcache 文件夹中. ) 11)drivers(用来存放硬件驱动文件。如果删除其中的文件,会导致硬件失去驱动而无效。 里边就有用户已经熟悉的 hosts 文件,它是 DNS缓存文件。) 12)export(空的) 13)Futuremark 14)ias(这个文件夹会储存用于Internet Authentication 服务的配置文件. 一般来说, 只能在 服务器上见到这个服务. 如果你的电脑上有能够连接到 Internet 上的话, 那么 这个 IAS 文件夹就不会为空了. 它可能会包含 2 个文件:DNARY.MDb (IAS 日志文件) 和 IAS.MDb (用于储存远程访问策略,可以删除) 15)icsxml(包含了用于 Universal plug and play(通用即插即用) 的文件,可以删除) 16)IME(包含了各类输入法文件. 注意: 简体中文版用户要小心了, 这里是跟系统自带的输入 法紧密相关的地方.不要乱删.) 17)inetsrv(包含了用于 World Wide Web 服务的文件.一般为空 可以删除) 18)Lang(空的) 19)LogFiles(空的) 20)Logs 21)Macromed(用于在线播放 Flash 的控件,) 22)Microsoft 23)MsDtc(这个文件夹包含了与Microsoft Distributed Transaction Coordinator(分布式事务 协调器) 相关的文件, 分布式事务协调器可用于控制不同程序或进程间的的事务输出 和 消息传递. 可以删除) 24)mui(包含了多国语言用户界面的相关文件.可以删除) 25)npp(包含了一些用于在网络监视服务器上支持收集网络传输的文件. 可以删除) 26)NtmsData、 27)oobe(包含了'Out of box Experience' 文件, 它能帮助用户完成产品激活和注册, 还可用 于创建 Administrator外的新用户.可以删除) 28)PreInstall 29)ras(包含了拨号网络要用到的默认脚本.可以删除) 30)Reinstallbackups(当你更新某些驱动时,有可能会重新生成 这个文件夹.可以删除) 31)Restore(这个就是系统还原. 如果将其删除, 那么就无法使 用系统还原了,不建议删除) 32)RTCOM 33)Setup(这个文件夹包含了用于额外服务的安装文件,例如, Frontpage 服务器扩展以及 Microsoft 传真服务.你需要其中的大多数文件才能正常访问 Windows '可选' 组件向导 ( 磁盘清理 -> 更多选项 -> 清理). 34)ShellExt(空的) 35)SoftwareDistribution(和C:\WINDOWS 下的SoftwareDistribution. 文件夹一样 36)spool (这个文件夹是打印系统用于临时存放打印任务以及相关文件的. 其中的 printers 子 文件夹用于临时存储缓冲文件的. 其它文件夹大都是跟打印机驱动和配置有关的.可以 删除) 37)usmt(就是用户状态迁移工具. 这个文件夹中包含了与USMT以及文件和设置传输向导相关 的文件.可以删除) 38)wbem(Windows 管理规范,用于基于网络的企业管理存储它的数据和可执行文件.用来存放 WMI测试程序,用于查看和更改公共信息模型类、实例和方法等。属于系统重要文件,不能 删除。 39)wins(空的) 40)xircom(空的) 41)zh-cn(空的) system32文件夹是32位系统文件夹,用来存放系统重要文件的,同时一些应用程序在安装时也会将其相应的支持文件复制到这个文件夹里来.
内容简介   本书从只有二十行的引导扇区代码出发,一步一步地向读者呈现一个操作系统框架的完成过程。书中不仅关注代码本身,同时关注完成这些代码的思路和过程。本书不同于其他的理论型书籍,而是提供给读者一个动手实践的路线图。读者可以根据路线图逐步完成各部分的功能,从而避免了一开始就面对整个操作系统数万行代码时的迷茫和挫败感。书中讲解了大量在开发操作系统中需注意的细节问题,这些细节不仅能使读者更深刻地认识操作系统的核心原理,而且使整个开发过程少走弯路。本书分上下两篇,共11章。其中每一章都以前一章的工作成果为基础,实现一项新的功能。而在章的内部,一项大的功能被分解成许多小的步骤,通过完成每个小的步骤,读者可以不断获得阶段性的成果,从而让整个开发过程变得轻松并且有趣。   本书适合各类程序员、程序开发爱好者阅读,也可作为高等院校操作系统课程的实践参考书。 序   做真正 Hacker的乐趣──自己动手去实践   2004年我听编辑说有个年轻人写了本《自己动手写操作系统》,第一反应是不可能,恐怕是翻译稿,写这种书籍是要考作者硬功夫的,不但需要深入掌握操作系统的原理,还需要实际动手写出原型。   历史上的 Linux就是这么产生的,Linus Torvalds当时是一名赫尔辛基大学计算机科学系的二年级学生,经常要用自己的电脑去访问大学主机上的新闻组和邮件,为了方便读写和下载文件,他自己编写了磁盘驱动程序和文件系统,这成为了 Linux第一个内核的雏形。   我想中国有能力写出内核原型的程序员应该也有,但把这个题目写成一本书,感觉上不会有人愿意做这件事情,作者要花很多时间,加上主题比较硬,销售量不会太高,经济上回报有限。   但拿来文稿一看,整个编辑部大为惊艳,内容文笔俱佳,而且绝对原创,马上决定在《程序员》连载。2005年博文视点出版的第一版也广受好评。   不过有很多读者还是质疑:现在软件编程主要领域是框架和应用,还需要了解操作系统底层吗?   经过四年的磨练成长,于渊又拿出第二版的书稿《Orange'S:一个操作系统的实现》,这本书是属于真正 Hacker的。我虽然已经有多年不写代码了,但看这本书的时候,让我又重新感受到做程序员的乐趣:用代码建设属于自己的系统,让电脑听从自己的指令,对系统的每个部分都了如指掌。   黑客(hacker)实际是褒义词,维基百科的解释是喜欢用智力通过创造性方法来挑战脑力极限的人,特别是他们所感兴趣的领域,例如软件编程或电气工程。个人电脑、软件和互联网等划时代的产品都是黑客创造出来的,如苹果的 Apple电脑、微软的 Basic解释器、互联网的 Mosaic浏览器。   回答前面读者的质疑,学软件编程并不需要看这本书,想成为优秀程序员和黑客的朋友,我强烈建议你花时间来阅读这本书,并亲自动手实践。正如于渊在本书结尾中所说“我们写自己的操作系统是出于一种好奇,或者说一种求知欲。我希望这样不停地‘过把瘾’能让这种好奇不停地延续”。   好奇心是动力的源泉,追究问题的本质是优秀黑客的必备素质,只有充分掌握了系统原理,才能在技术上游刃有余,才能有真正的创新和发展。中国需要更多真正的黑客,也希望更多的程序员能享受属于黑客的创造乐趣。   蒋涛   2009年 4月 作者自序   本书是《自己动手写操作系统》的第二版,通过一个具体的实例向读者呈现一个操作系统雏形的实现过程。有关操作系统的书籍资料可以找到很多,但是关注如何帮助读者实现一个试验性操作系统的书籍却不多见,本书便是从一个简单的引导扇区开始,讲述一个操作系统成长的故事,以作读者参考之用。   本书面向实践,通过具体实例教读者开发自己的操作系统。书中的步骤遵循由小到大、由浅入深的顺序,跟随这些步骤,读者可以由一个最简单的引导扇区开始,逐渐完善代码,扩充功能,最后形成一个小的操作系统。   本书不仅介绍操作系统的各要素,同时涉及开发操作系统需要的各个方面,比如如何建立开发环境、如何调试以及如何在虚拟机中运行等。书中的实例操作系统采用IA32作为默认平台,所以保护模式也作为必备知识储备收入书中,而这是传统的操作系统实践书籍经常忽略的。总之,只要是开发自己的操作系统中需要的知识,书中都尽量涉及,以便于读者参考。   众所周知,一个成型的操作系统往往非常复杂。如果考虑到操作系统作为软硬件桥梁的特殊地位,那么它可能看上去比一般的软件系统更难理解,因为其核心部分往往包含许多直接针对CPU、内存和 I/O端口的操作,它们夹杂在一片代码汪洋之中,显得更加晦涩。   我们有许多源代码公开的操作系统,可供随时下载和阅读,看上去好像让实现一个供自己把玩的微型操作系统变得容易很多,但事实往往不尽人意,因为这些代码动辄上万甚至几十几百万行,而且细节之间经常互相关联,要理解它们着实不易。我们有许多容易得到的操作系统教程,但读来好像总觉得跟我们有隔膜,不亲近。造成这些的根本原因,在于学习者一开始就面对一个完整的操作系统,或者面对前辈们积累了几十年的一系列理论成果。而无论作者多么擅长写作,读者多么聪明,或者代码多么优秀,要一个初学者理清其中的头绪都将是非常困难的。   我并非在此危言耸听,因为这曾经是我的亲身体会。当然,如果只是为了考试,几本操作系统理论书籍就足够了,你不需要对细节那么清楚。但如果是出于兴趣呢?如果你是想编写自己的操作系统呢?你会发现理论书籍好像一下子变得无用武之地,你会发现任何一个细节上的理解错误都可能导致自己辛辛苦苦编写的代码运行异常甚至崩溃。   我经历过这一切!我曾经翻遍了一本《操作系统:设计与实现》,也没有找到实现一个操作系统应该从何处着手。并不是这些书不好,也不是前人的代码不优秀,而是作为一无所知的初学者,我们所不了解的不仅是高居庙堂的理论知识,还有让我们举步维艰的实践细节。   可能在这些教科书作者的眼里,操作的细节不属于课程的一部分,或者这些细节看上去太容易,根本不值一提,甚至作者认为这些属于所谓“经验”的一部分,约定俗成是由读者本人去摸索的。但是实际情况往往是,这些书中忽略掉的内容恰恰占去了一个初学者大部分的时间,甚至影响了学习的热情。   我至今仍记得当我开始编写自己的操作系统时所遭受的挫败感,那是一种不知道如何着手的无助的感觉。还好我坚持了下来,克服了各种困难,并完成了自己的操作系统雏形。   进而我想到,一定不只是我一个人对编写自己的操作系统怀有兴趣,也一定不只是我一个人在实践时遇到困难。或许我应该把自己的经历写下来,从而可以帮助跟我相似的后来者,就这样,我编写了本书的第一版,也就是《自己动手写操作系统》。我相信,如果你也对神奇的计算机世界充满好奇,并且希望通过自己编写操作系统的方式来了解背后发生的故事,那么你一定可以在这本书中得到一些帮助。而假如你真的因为我的书而重新燃起实践的热情,从而开始一段操作系统旅程,我将会感到非常高兴。   不过我得坦白,在写作《自己动手写操作系统》的时候,我并不敢期待它能引起多少反响,一方面因为操作系统并不是时尚的话题,另一方面我也是走在学习的路上,或许只是比读者早走了一小步而已。然而出乎我的意料,它面世后重印多次,甚至一度登上销量排行榜的榜首,这让我觉得它的确有一定的参考价值,我要借此机会感谢所有支持我的读者。   在我写作《自己动手写操作系统》的时候,并没有想过今天会有一个第二版。原因在于,我希望这本书是用来填补空白的,而不是重复去做别人已经做得很好的事情。所谓填补空白,具体说就是让像我一样的操作系统爱好者在读完本书之后,能够有信心去读其他比较流行的开源的操作系统代码,有能力从零开始自己动手写操作系统,而这个任务第一版已经完成了。   那么为什么我又写作了第二版呢?原因有几个方面。第一,虽然第一版未曾涉及的进程间通信、文件系统等内容在许多书中都有讲解,但阅读的时候还是感觉有语焉不详的通病,作者本人可能很清楚原委,但写得太简略,以至于读者看来未必清晰。第二,我自己想把这个圈画圆。第一版的书虽然完成了它的使命,但毕竟到书的结尾,读者看到的不是一个真正的操作系统,它没有文件系统,没有内存管理,什么也干不了。在第二版中,你将会看到,你已经可以通过交叉编译的方式为我们的实验性 OS编写应用程序了,也就是说,它已经具备操作系统的基本功能,虽然仍然极其简陋,但第一个圈,毕竟是已经圆起来了。第三,实践类的操作系统书籍还是太少了,以至于你要想看看别人是怎么做的,除了读以《操作系统:设计与实现》为代表的极少数书籍之外,就是一头扎进源代码中,而结果有时相当令人气馁。我自己也气馁过,所以我在第二版中,仍然试图把话说细一点,把自己的经验拿出来分享。而且我选择我能想到的最精简的设计,以便让读者不至于陷入太多细节而无法看到全貌。我想这是本书可能具有的价值所在──简化的易懂的设计,还有尽量详细的文字。   在这一版中,内容被划分成上下两篇。上篇基本上是第一版的修订,只是做了一个调整,那便是在兼顾 Windows和Linux两方面用户的基础上,默认在Linux下建立开发环境来编写我们的操作系统。至于这样做的原因,在本书第 2章有比较详细的说明。当然,开发环境毕竟是第二位的,书中讲述的内容以及涉及的代码跟第一版都是一致的。本书的下篇全部都是新鲜内容,主要是增加了进程间通信、文件系统和内存管理。跟第一版的做法相同,下篇仍然不仅关注结果,更加致力于将形成一个结果的过程呈现出来。与此同时,由于本书旨在分享和引路,所以尽可能地简化了设计,以便将最重要的部分凸显出来。读者将看到,一个操作系统的文件系统和内存管理可以简陋到什么程度。简陋不是缺点,对于我们初学者而言,正是需要从简陋入手。换言之,如果你已经对实现一个操作系统有了一定的经验,那么这本书可能不适合你。这本书适合从来没有编写过操作系统的初学者。   本书的排版是我用L ATEX自己完成的。在排版中我花了一些工夫,因为我希望读者购买的首先是一本易于阅读且赏心悦目的书,其次才是编写操作系统的方法。另外,书中列出的代码均由我自己编写的程序自动嵌入L ATEX源文件,从而严格保证书和光盘的一致性,读者可以根据文件名和行号方便地找到光盘中   代码的准确位置。   此外,在第二版中还有一些小的变化。首先是操作系统的名字改变了,原因在于虽然我们的试验性   OS从前辈们那里借鉴了很多东西,但其各个部分的设计(比如文件系统和内存管理)往往有其独特之处,所以我将原先的 Tinix(本意为 TryMinix)改成了新名字Orange ’S(这个名字来自于我的妻子 ,),以表示它们的不同。另外,书中的代码风格,有些地方也做了调整。   我想,虽然第二版有着这样那样的变化,但有一点没有变,那就是本书试图将我在编写自己操作系统的过程中的经验尽可能地告诉读者,同时尽可能将我当初的思路和编码过程呈现出来。很可能读者比我更聪明,有更好的解决问题的方法,但无论如何,我认为我自己的经验可以为读者所借鉴。如果真是如   此,我将会非常欣慰。   在第二版的编写过程中,我同样要感谢许多人。感谢我的父母和爷爷对我的爱,并希望爷爷不要为我担心,写书是件辛苦的事,但同时也使我收获良多。爸爸在第二版的最后阶段帮我订正文字,这本书里有你的功劳。我要感谢博文视点的各位朋友,感谢郭老师的理解和支持,感谢李玲的辛勤工作,感谢江立和李冰,你们的高效让我非常钦佩。我还要感谢孟岩老师,你给我的鼓励我一直记在心里。我要感谢我的挚友郭洪桥,不仅仅因为你在技术上给我的帮助,更加因为你在精神上给我的支持。感谢我的同事和朋友张会昌,你在技术上的广度和深度总令我钦佩。另外,在第一版中帮助我的人,我要再次谢谢你们,因为没有第一版,也就没有第二版。   在所有人中我最应该感谢和最想感谢的,是我的妻子黄丹红,感谢你给我的所有建议,还有你帮我画的图。尤其是,当这本书在我预想的时间内没有完成的时候,当我遇到困难迟迟不能解决的时候,你总在一旁给我鼓励,在你那里,我从来都能感觉到一种温暖,我深知,如果没有你的支持,我无法坚持下来将书写完。谢谢你,这本书同样属于你。   跟第一版相比,这本书涉及的内容触及操作系统设计的更多方面,而由于笔者的水平实在有限,难免有纰漏甚至错误。如果读者有任何的问题、意见或建议,请登录http://www.osfromscratch.org,让我们共同探讨,共同进步。   本书导读   这本书适合谁   本书是一本操作系统实践的技术书籍。对于操作系统技术感兴趣,想要亲身体验编写操作系统过程的实践主义者,以及Minix、Linux源代码爱好者,都可以在本书中得到实践中所需的知识和思路。   本书以“动手写”为指导思想,只要是跟“动手写”操作系统有关的知识,都作为介绍对象加以讨论,所以,从开发环境的搭建,到保护模式,再到IBMPC中有关芯片的知识,最后到操作系统本身的设计实现,都能在本文中找到相应介绍。所以如果你也想亲身实践的话,本书可以省去你在书店和互联网寻找相应资料的过程,使你的学习过程事半功倍。在读完本书后,你不但可以获得对于操作系统初步的感性认识,并且对 IBMPC的接口、IA架构之保护模式,以及操作系统整体上的框架都将会有一定程度的了解。   笔者相信,当你读完本书之后,如果再读那些纯理论性的操作系统书籍,所获得的体验将会完全不同,因为那些对你而言不再是海市蜃楼。   对于想阅读 Linux源代码的操作系统爱好者,本书可以提供阅读前所必要的知识储备,而这些知识储备不但在本书中有完整的涉及,而且在很多 Linux书籍中是没有提到的。   特别要提到的是,对于想通过阅读 Andrew S. Tanenbaum和 Albert S. Woodhull的《操作系统:设计与实现》来学习操作系统的读者,本书尤其适合作为你的引路书籍,因为它翔实地介绍了初学者入门时所必需的知识积累,而这些知识在《操作系统:设计与实现》一书中是没有涉及的,笔者本人是把这本书作为写操作系统的主要参考书籍之一,所以在本书中对它多有借鉴。   你需要什么技术基础   在本书中所用到的计算机语言只有两种:汇编和 C语言。所以只要你具备汇编和 C语言的经验,就可以阅读本书。除对操作系统常识性的了解(比如知道中断、进程等概念)之外,本书不假定读者具备其他任何经验。   如果你学习过操作系统的理论课程,你会发现本书是对于理论的吻合和补充。它是从实践的角度为你展现一幅操作系统画面。   书中涉及了 Intel CPU保护模式、Linux命令等内容,到时候会有尽可能清晰的讲解,如果笔者认为某些内容可以通过其他教材系统学习,会在书中加以说明。   另外,本书只涉及 Intel x86平台。   统一思想——让我们在这些方面达成共识   道篇   让我们有效而愉快地学习   你大概依然记得在你亲自敲出第一个“Hello world”程序并运行成功时的喜悦,那样的成就感助燃了你对编写程序浓厚的兴趣。随后你不断地学习,每学到新的语法都迫不及待地在计算机上调试运行,在调试的过程中克服困难,学到新知,并获得新的成就感。   可现在请你设想一下,假如课程不是这样的安排,而是先试图告诉你所有的语法,中间没有任何实践的机会,试问这样的课程你能接受吗?我猜你唯一的感受将是索然寡味。   原因何在?只是因为你不再有因为不断实践而获得的源源不断的成就感。而成就感是学习过程中快乐的源泉,没有了成就感,学习的愉快程度将大打折扣,效果于是也将变得不容乐观。   每个人都希望有效而且愉快的学习过程,可不幸的是,我们见到的操作系统课程十之八九令我们失望,作者喋喋不休地讲述着进程管理存储管理I/O控制调度算法,可我们到头来也没有一点的感性认识。我们好像已经理解却又好像一无所知。很明显,没有成就感,一点也没有。笔者痛恨这样的学习过程,也决不会重蹈这样的覆辙,让读者获得成就感将是本书的灵魂。   其实这本书完全可以称作一本回忆录,记载了笔者从开始不知道保护模式为何物到最终形成一个小小   OS的过程,这样的回忆录性质保证了章节的安排完全遵从操作的时间顺序,于是也就保证了每一步的可操作性,毫无疑问,顺着这样的思路走下来,每一章的成果都需要努力但又尽在眼前,步步为营是我   们的战术,成就感是我们的宗旨。   我们将从二十行代码开始,让我们最简单的操作系统婴儿慢慢长大,变成一个翩翩少年,而其中的每一步,你都可以在书中的指导下自己完成,不仅仅是看到,而是自己做到!你将在不断的实践中获得不断的成就感,笔者真心希望在阅读本书的过程中,你的学习过程可以变得愉快而有效。   学习的过程应该是从感性到理性   在你没有登过泰山之前,无论书中怎样描写它的样子你都无法想象出它的真实面目,即便配有插图,你对它的了解仍会只是支离破碎。毫无疑问,一千本对泰山描述的书都比不上你一次登山的经历。文学家的描述可能是华丽而优美的,可这样的描述最终产生的效果可能是你非去亲自登泰山不可。反过来想呢,假如你已经登过泰山,这样的经历产生的效果会是你想读尽天下描述泰山的书而后快吗?可能事实恰恰相反,你可能再也不想去看那些文字描述。   是啊,再好的讲述,又哪比得上亲身的体验?人们的认知规律本来如此,有了感性的认识,才能上升为理性的理论。反其道而行之只能是事倍功半。   如果操作系统是一座这样的大山,本书愿做你的导游,引领你进入它的门径。传统的操作系统书籍仅仅是给你讲述这座大山的故事,你只是在听讲,并没有身临其境,而随着这本书亲身体验,则好像置身于山门之内,你不但可以看见眼前的每一个细节,更是具有了走完整座大山的信心。   值得说明的是,本书旨在引路,不会带领你走完整座大山,但是有兴趣的读者完全可以在本书最终形成的框架的基础上容易地实现其他操作系统书籍中讲到的各种原理和算法,从而对操作系统有个从感性到理性的清醒认识。   暂时的错误并不可怕   当我们对一件事情的全貌没有很好理解的时候,很可能会对某一部分产生理解上的误差,这就是所谓的断章取义。很多时候断章取义是难免的,但是,在不断学习的过程中,我们会逐渐看到更多,了解更多,对原先事物的认识也会变得深刻甚至不同。   对于操作系统这样复杂的东西来说,要想了解所有的细节无疑是非常困难的,所以在实践的过程中,可能在很多地方,会有一些误解发生。这都没有关系,随着了解的深入,这些误解总会得到澄清,到时你会发现,自己对某一方面已经非常熟悉了,这时的成就感,一定会让你感到非常愉悦。   本书内容的安排遵从的是代码编写的时间顺序,它更像是一本开发日记,所以在书中一些中间过程不完美的产物被有意保留了下来,并会在以后的章节中对它们进行修改和完善,因为笔者认为,一些精妙的东西背后,一定隐藏着很多中间的产物,一个伟大的发现在很多情况下可能不是天才们刹那间的灵光一闪,背后也一定有着我们没有看到的不伟大甚至是谬误。笔者很想追寻前辈们的脚步,重寻他们当日的足迹。做到这一点无疑很难,但即便无法做到,只要能引起读者的一点思索,也是本书莫大的幸事。   挡住了去路的,往往不是大树,而是小藤   如果不是亲身去做,你可能永远都不知道,困难是什么。   就好像你买了一台功能超全的微波炉回家,研究完了整本说明书,踌躇满志想要烹饪的时候,却突然发现家里的油盐已经用完。而当时已经是晚上十一点,所有的商店都已经关门,你气急败坏,简直想摸起铁勺砸向无辜的微波炉。   研究说明书是没有错的,但是在没开始之前,你永远都想不到让你无法烹饪的原因居然是十块钱一瓶的油和一块钱一袋的更加微不足道的盐。你还以为困难是微波炉面板上密密麻麻的控制键盘。   其实做其他事情也是一样的,比如写一个操作系统,即便一个很小的可能受理论家们讥笑的操作系统雏形,仍然可能遇到一大堆你没有想过的问题,而这些问题在传统的操作系统书籍中根本没有提到。所以唯一的办法,便是亲自去做,只有实践了,才知道是怎么回事。   术篇   用到什么再学什么   我们不是在考试,我们只是在为了自己的志趣而努力,所以就让我们忠于自己的喜好吧,不必为了考试而看完所有的章节,无论那是多么的乏味。让我们马上投入实践,遇到问题再图解决的办法。笔者非常推崇这样的学习方法:   实践 →遇到问题 →解决问题 →再实践   因为我们知道我们为什么学习,所以我们才会非常投入;由于我们知道我们的目标是解决什么问题,所以我们才会非常专注;由于我们在实践中学习,所以我们才会非常高效。而最有趣的是,最终你会发现你并没有因为选择这样的学习方法而少学到什么,相反,你会发现你用更少的时间学到更多的东西,并且格外的扎实。   只要用心,就没有学不会的东西   笔者还清楚地记得刚刚下载完 Intel Architecture Software Developer Manual那三个可怕的 PDF文件时的心情,那时心里暗暗嘀咕,什么时候才能把这些东西读懂啊!可是突然有一天,当这些东西真的已经被基本读完的时候,我想起当初的畏惧,时间其实并没有过去多少。   所有的道理都是相通的,没有什么真正可怕,尤其是,我们所做的并非创造性的工作,所有的问题前人都曾经解决,所以我们更是无所畏惧,更何况我们不仅有书店,而且有互联网,动动手脚就能找到需要的资料,我们只要认真研究就够了。   所以当遇到困难时,请静下心来,慢慢研究,因为只要用心,就没有学不会的东西。   适当地囫囵吞枣   如果囫囵吞枣仅仅是学习的一个过程而非终点,那么它并不一定就是坏事。大家都应该听说过鲁迅先生学习英语的故事,他建议在阅读的过程中遇到不懂的内容可以忽略,等到过一段时间之后,这些问题会自然解决。   在本书中,有时候可能先列出一段代码,告诉你它能完成什么,这时你也可以大致读过,因为下面会有对它详细的解释。第一遍读它的时候,你只要了解大概就够了。    本书的原则   1.宁可啰嗦一点,也不肯漏掉细节   在书中的有些地方,你可能觉得有些很“简单”的问题都被列了出来,甚至显得有些啰嗦,但笔者宁可让内容写得啰嗦点,因为笔者自己在读书的时候有一个体验,就是有时候一个问题怎么也想不通,经过很长时间终于弄明白的时候才发现原来是那么“简单”。可能作者认为它足够简单以至于可以跳过不提,但读者未必那么幸运一下子就弄清楚。   不过本书到后面的章节,如果涉及的细节是前面章节提到过的,就有意地略过了。举个非常简单的例子,开始时本书会提醒读者增加一个源文件之后不要忘记修改Makefile,到后来就假定读者已经熟悉了这个步骤,可能就不再提及了。   2.努力做到平易近人   笔者更喜欢把本书称作一本笔记或者学习日志,不仅仅是因为它基本是真实的学习过程的再现,而且笔者不想让它有任何居高临下甚至是晦涩神秘的感觉。如果有一个地方你觉得书中没有说清楚以至于你没有弄明白,请你告诉我,我会在以后做出改进。 3.代码注重可读性但不注重效率   本书的代码力求简单易懂,在此过程中很少考虑运行的效率。一方面因为书中的代码仅仅供学习之用,暂时并不考虑实际用途;另一方面笔者认为当我们对操作系统足够了解之后再考虑效率的问题也不迟。   本书附带光盘说明   本书附带光盘中有本书用到的所有源代码。值得一提的是,其中不止包含完整的操作系统代码,还包含各个步骤的中间产物。换句话说,开发中每一步骤的代码,都可在光盘中单独文件夹中找到。举例说明,书的开篇介绍引导扇区,读者在相应文件夹中就只看到引导扇区的代码;第 9章介绍文件系统,在相应文件夹中就不会包含第 10章内存管理的代码。在任何一个步骤对应的文件夹中,都包含一个完整可编译运行的代码树,以方便读者试验之用。这样在学习的任何一个阶段,读者都可彻底了解阶段性成果,且不必担心受到自己还未学习的内容的影响,从而使学习不留死角。   在书的正文中引用的代码会标注出出自哪个文件。以“chapter5/b/bar.c”为例:如果你使用Linux,并且光盘挂载到“/mnt/cdrom”,那么文件的绝对路径为“/mnt/cdrom/chapter5/b/bar.c”;如果你使用Windows,并且光盘是 X:盘,那么文件的绝对路径为“X:nchapter5nbnbar.c”。 目 录   上 篇   第1章 马上动手写一个最小的“操作系统” 2   1.1 准备工作 2   1.2 十分钟完成的操作系统 3   1.3 引导扇区 4   1.4 代码解释 4   1.5 水面下的冰山 6   1.6 回顾 7   第2章 搭建你的工作环境 8   2.1 虚拟计算机Bochs 8   2.1.1 Bochs初体验 8   2.1.2 Bochs的安装 9   2.1.3 Bochs的使用 10   2.1.4 用Bochs调试操作系统 12   2.2 QEMU 15   2.3 平台之争:Windows还是*nix 16   2.4 GNU/Linux下的开发环境 20   2.5 Windows下的开发环境 22   2.6 总结 23   第3章 保护模式(Protect Mode) 25   3.1 认识保护模式 25   3.1.1 保护模式的运行环境 29   3.1.2 GDT(Global Descriptor Table) 31   3.1.3 实模式到保护模式,不一般的jmp 33   3.1.4 描述符属性 35   3.2 保护模式进阶 38   3.2.1 海阔凭鱼跃 38   3.2.2 LDT(Local Descriptor Table) 44   3.2.3 特权级概述 48   3.2.4 特权级转移 51   3.2.5 关于“保护”二字的一点思考 65   3.3 页式存储 65   3.3.1 分页机制概述 66   3.3.2 编写代码启动分页机制 67   3.3.3 PDE和PTE 68   3.3.4 cr3 71   3.3.5 回头看代码 72   3.3.6 克勤克俭用内存 73   3.3.7 进一步体会分页机制 81   3.4 中断和异常 87   3.4.1 中断和异常机制 87   3.4.2 外部中断 90   3.4.3 编程操作8259A 91   3.4.4 建立IDT 94   3.4.5 实现一个中断 95   3.4.6 时钟中断试验 96   3.4.7 几点额外说明 98   3.5 保护模式下的I/O 100   3.5.1 IOPL 100   3.5.2 I/O许可位图(I/O Permission Bitmap) 100   3.6 保护模式小结 101   第4章 让操作系统走进保护模式 102   4.1 突破512字节的限制 102   4.1.1 FAT12 103   4.1.2 DOS可以识别的引导盘 108   4.1.3 一个最简单的Loader 108   4.1.4 加载Loader入内存 109   4.1.5 向Loader交出控制权 116   4.1.6 整理boot.asm 116   4.2 保护模式下的“操作系统” 117   第5章 内核雏形 119   5.1 在Linux下用汇编写Hello World 119   5.2 再进一步,汇编和C同步使用 120   5.3 ELF(Executable and Linkable Format) 123   5.4 从Loader到内核 127   5.4.1 用Loader加载ELF 127   5.4.2 跳入保护模式 131   5.4.3 重新放置内核 137   5.4.4 向内核交出控制权 142   5.5 扩充内核 143   5.5.1 切换堆栈和GDT 144   5.5.2 整理我们的文件夹 148   5.5.3 Makefile 149   5.5.4 添加中断处理 155   5.5.5 两点说明 168   5.6 小结 169   第6章 进程 171   6.1 迟到的进程 171   6.2 概述 171   6.2.1 进程介绍 172   6.2.2 未雨绸缪——形成进程的必要考虑 172   6.2.3 参考的代码 173   6.3 最简单的进程 174   6.3.1 简单进程的关键技术预测 175   6.3.2 第一步——ring0→ring1 178   6.3.3 第二步——丰富中断处理程序 189   6.4 多进程 200   6.4.1 添加一个进程体 200   6.4.2 相关的变量和宏 200   6.4.3 进程表初始化代码扩充 202   6.4.4 LDT 203   6.4.5 修改中断处理程序 203   6.4.6 添加一个任务的步骤总结 206   6.4.7 号外:Minix的中断处理 207   6.4.8 代码回顾与整理 212   6.5 系统调用 220   6.5.1 实现一个简单的系统调用 222   6.5.2 get_ticks的应用 227   6.6 进程调度 232   6.6.1 避免对称——进程的节奏感 232   6.6.2 优先级调度总结 240   第7章 输入/输出系统 242   7.1 键盘 242   7.1.1 从中断开始——键盘初体验 242   7.1.2 AT、PS/2键盘 243   7.1.3 键盘敲击的过程 244   7.1.4 用数组表示扫描码 248   7.1.5 键盘输入缓冲区 251   7.1.6 用新加的任务处理键盘操作 253   7.1.7 解析扫描码 254   7.2 显示器 263   7.2.1 初识TTY 264   7.2.2 基本概念 264   7.2.3 寄存器 267   7.3 TTY任务 270   7.3.1 TTY任务框架的搭建 272   7.3.2 多控制台 277   7.3.3 完善键盘处理 281   7.3.4 TTY任务总结 288   7.4 区分任务和用户进程 289   7.5 printf 291   7.5.1 为进程指定TTY 292   7.5.2 printf()的实现 292   7.5.3 系统调用write() 294   7.5.4 使用printf() 296   下 篇   第8章 进程间通信 300   8.1 微内核还是宏内核 300   8.1.1 Linux的系统调用 302   8.1.2 Minix的系统调用 303   8.1.3 我们的选择 305   8.2 IPC 306   8.3 实现IPC 306   8.3.1 assert()和panic() 309   8.3.2 msg_send()和msg_receive() 313   8.3.3 增加消息机制之后的进程调度 321   8.4 使用IPC来替换系统调用get_ticks 322   8.5 总结 324   第9章 文件系统 325   9.1 硬盘简介 325   9.2 硬盘操作的I/O 端口 326   9.3 硬盘驱动程序 327   9.4 文件系统 337   9.5 硬盘分区表 338   9.6 设备号 344   9.7 用代码遍历所有分区 347   9.8 完善硬盘驱动程序 352   9.9 在硬盘上制作一个文件系统 355   9.9.1 文件系统涉及的数据结构 356   9.9.2 编码建立文件系统 358   9.10 创建文件 366   9.10.1 Linux下的文件操作 366   9.10.2 文件描述符(file descriptor) 367   9.10.3 open() 369   9.11 创建文件所涉及的其他函数 377   9.11.1 strip_path() 377   9.11.2 search_file() 378   9.11.3 get_inode()和sync_inode() 379   9.11.4 init_fs() 381   9.11.5 read_super_block()和get_super_block() 382   9.12 关闭文件 383   9.13 查看已创建的文件 384   9.14 打开文件 386   9.15 读写文件 387   9.16 测试文件读写 390   9.17 文件系统调试 393   9.18 删除文件 395   9.19 插曲:奇怪的异常 401   9.20 为文件系统添加系统调用的步骤 403   9.21 将TTY纳入文件系统 404   9.22 改造printf 411   9.23 总结 413   第10章 内存管理 414   10.1 fork 414   10.1.1 认识fork 414   10.1.2 fork前要做的工作(为fork所做的准备) 417   10.1.3 fork()库函数 421   10.1.4 MM 421   10.1.5 运行 427   10.2 exit和wait 427   10.3 exec 432   10.3.1 认识exec 433   10.3.2 为自己的操作系统编写应用程序 434   10.3.3 “安装”应用程序 436   10.3.4 实现exec 442   10.4 简单的shell 447   10.5 总结 449   第11章 尾声 451   11.1 让mkfs()只执行一次 451   11.2 从硬盘引导 455   11.2.1 编写硬盘引导扇区和硬盘版loader 455   11.2.2 “安装”hdboot.bin和hdldr.bin 461   11.2.3 grub 461   11.2.4 小结 463   11.3 将OS安装到真实的计算机 465   11.3.1 准备工作 465   11.3.2 安装Linux 466   11.3.3 编译源代码 466   11.3.4 开始安装 467   11.4 总结 467   参考文献 470 解密《一个操作系统的实现》这本书 5 月 18 日见到了《 Orange'S :一个操作系统的实现》的样书,多少有些激动。想一想前一版本《自己动手写操作系统》是那么畅销,这一本一定不能含糊。整个出版过程我能看到作者于渊为此付出的努力,还在自己排版的过程有深入体会,通过于渊的讲座也让博文视点的员工分享到他在排版过程中的很多心得。 应该有几万个朋友读过《自己动手写操作系统》了,本书的第 2 版《 Orange'S :一个操作系统的实现》出来肯定有非常多的朋友想问,这两本书到底有何区别呢?就此博文视点对本书作者于渊进行了简单的采访。 * 提问:《 Orange'S :一个操作系统的实现》与《自己动手写操作系统》明显区别在哪些方面? * 于渊:作为《自己动手写操作系统》(以下简称《自》)的第二版,《 Orange'S :一个操作系统的实现》(以下简称“新版”)主要有以下变化: 1. 书中示例操作系统的名字改为 Orange'S 2. 书名改为《 Orange'S :一个操作系统的实现》 3. 增加了有关 IPC 、 FS 、 MM 等内容 4. 将默认开发平台改为 GNU/Linux ,同时兼顾 Windows 5. 更改了排版工具,并使用技术手段增加书的可读性,比如代码行号的运用 6. 建立专门网站以服务读者 7. 建立专门讨论区供读者交流 读过《自己动手写操作系统》的读者一定知道,其中默认使用 Windows 作为开发平台,同时使用虚拟机来编译及运行自己的 OS ,在新版中这一点发生了变化(如上述第 4 条所述),具体的变化原因在书中第二章有详细的叙述。虽然开发平台是第二位的事情,但书中的默认平台却不免影响到叙述细节,所以,如果读者基于自己的原因坚持在 Windows 上开发(可能的原因或许有对 Linux 不熟悉、需要边开发操作系统边登录某些网上银行等等),则可能对读到的内容进行一点点额外加工。当然,所需的额外加工是少量的,而且在第二章中也有专门的文字介绍如何在两种平台下搭建工作环境。此外,如果读者不介意花钱,还可以同时购买《自己动手写操作系统》和新版,相互参照阅读。 * 提问:《 Orange'S :一个操作系统的实现》与《自己动手写操作系统》相比是否有所增加吗?增加了多少内容量呢? 于渊:新版的内容是有增加的,新增文字约占整本书的三分之一,《 Orange'S :一个操作系统的实现》新增代码则是《自己动手写操作系统》中代码的数倍。这些新增的内容,读者只能从新版中获得。目前并未有将新增内容单独成书的打算,所以读者即便仅想阅读第八章以后的内容,也需要购买整本《 Orange'S :一个操作系统的实现》。已经购买了《自己动手写操作系统》的读者可能觉得有点浪费,但事实并不如此,因为《自己动手写操作系统》的内容经过了重新排版、修订和编辑(比如代码格式进行了重排,更方便与光盘中的文件对照阅读,以及其中所有的矢量图都用 pgf/TikZ 重新绘制等)笔者倾注的心血使得新版的感官已经大为不同,读者一看便知。 * 提问:在《自己动手写操作系统》大卖的时候,您是否想过会有第二版出版呢? * 于渊:坦白讲,我在写作《自》的时候,并没有想过今天会有一个第二版。原因在于,我希望这本书是用来填补空白的,而不是重复去做别人已经做得很好的事情。所谓填补空白,具体说就是让像我一样的操作系统爱好者在读完本书之后,能够有信心去读其他比较流行的开源的操作系统代码,有能力从零开始自己动手写操作系统,而这个任务第一版已经完成了。 * 提问:那么为什么又写作了第二版呢? * 于渊:原因有几个方面。第一,虽然第一版未曾涉及的进程间通信、文件系统等内容在许多书中都有讲解,但阅读的时候还是感觉有语焉不详的通病,作者本人可能很清楚原委,但写得太简略,以至于读者看来未必清晰。第二,我自己想把这个圈画圆。第一版的书虽然完成了它的使命,但毕竟到书的结尾,读者看到的不是一个真正的操作系统,它没有文件系统,没有内存管理,什么也干不了。在第二版中,你将会看到,你已经可以通过交叉编译的方式为我们的实验性 OS 编写应用程序了,也就是说,它已经具备操作系统的基本功能,虽然仍然极其简陋,但第一个圈,毕竟是已经圆起来了。第三,实践类的操作系统书籍还是太少了,以至于你要想看看别人是怎么做的,除了读以《操作系统:设计与实现》为代表的极少数书籍之外,就是一头扎进源代码中,而结果有时相当令人气馁。我自己也气馁过,所以我在第二版中,仍然试图把话说细一点,把自己的经验拿出来分享。而且我选择我能想到的最精简的设计,以便让读者不至于陷入太多细节而无法看到全貌。我想这是本书可能具有的价值所在──简化的易懂的设计,还有尽量详细的文字。 * 提问:这本书为何不考虑用 WORD 排版? * 于渊:新版的排版是我用 LaTeX 自己完成的。在排版中我花了一些工夫,因为我希望读者购买的首先是一本易于阅读且赏心悦目的书,其次才是编写操作系统的方法。另外,书中列出的代码均由我自己编写的程序自动嵌入 LaTeX 源文件,从而严格保证书和光盘的一致性,读者可以根据文件名和行号方便地找到光盘中代码的准确位置。 * 提问:第二版还有哪些区别呢? Orange'S 这个名字很特别,有什么寓意吗? * 于渊:新版中还有一些小的变化。首先是操作系统的名字改变了,原因在于虽然我们的试验性 OS 从前辈们那里借鉴了很多东西,但其各个部分的设计(比如文件系统和内存管理)往往有其独特之处,所以我将原先的 Tinix (本意为 TryMinix )改成了新名字 Orange'S (这个名字来自于我的妻子),以表示它们的不同。另外,书中的代码风格,有些地方也做了调整。 新版中,原先的叙述风格都尽量地得以贯彻,而在表现形式上,新版用了更多心思,我相信读者能在其中发现这些特点:关注动手细节,探寻代码背后的故事,结果与过程兼顾,内容与形式并重。加上专门为本书建立的网站和讨论区,我相信读者能更容易地阅读,更轻松地学习。
内容简介   本书从只有二十行的引导扇区代码出发,一步一步地向读者呈现一个操作系统框架的完成过程。书中不仅关注代码本身,同时关注完成这些代码的思路和过程。本书不同于其他的理论型书籍,而是提供给读者一个动手实践的路线图。读者可以根据路线图逐步完成各部分的功能,从而避免了一开始就面对整个操作系统数万行代码时的迷茫和挫败感。书中讲解了大量在开发操作系统中需注意的细节问题,这些细节不仅能使读者更深刻地认识操作系统的核心原理,而且使整个开发过程少走弯路。本书分上下两篇,共11章。其中每一章都以前一章的工作成果为基础,实现一项新的功能。而在章的内部,一项大的功能被分解成许多小的步骤,通过完成每个小的步骤,读者可以不断获得阶段性的成果,从而让整个开发过程变得轻松并且有趣。   本书适合各类程序员、程序开发爱好者阅读,也可作为高等院校操作系统课程的实践参考书。 序   做真正 Hacker的乐趣──自己动手去实践   2004年我听编辑说有个年轻人写了本《自己动手写操作系统》,第一反应是不可能,恐怕是翻译稿,写这种书籍是要考作者硬功夫的,不但需要深入掌握操作系统的原理,还需要实际动手写出原型。   历史上的 Linux就是这么产生的,Linus Torvalds当时是一名赫尔辛基大学计算机科学系的二年级学生,经常要用自己的电脑去访问大学主机上的新闻组和邮件,为了方便读写和下载文件,他自己编写了磁盘驱动程序和文件系统,这成为了 Linux第一个内核的雏形。   我想中国有能力写出内核原型的程序员应该也有,但把这个题目写成一本书,感觉上不会有人愿意做这件事情,作者要花很多时间,加上主题比较硬,销售量不会太高,经济上回报有限。   但拿来文稿一看,整个编辑部大为惊艳,内容文笔俱佳,而且绝对原创,马上决定在《程序员》连载。2005年博文视点出版的第一版也广受好评。   不过有很多读者还是质疑:现在软件编程主要领域是框架和应用,还需要了解操作系统底层吗?   经过四年的磨练成长,于渊又拿出第二版的书稿《Orange'S:一个操作系统的实现》,这本书是属于真正 Hacker的。我虽然已经有多年不写代码了,但看这本书的时候,让我又重新感受到做程序员的乐趣:用代码建设属于自己的系统,让电脑听从自己的指令,对系统的每个部分都了如指掌。   黑客(hacker)实际是褒义词,维基百科的解释是喜欢用智力通过创造性方法来挑战脑力极限的人,特别是他们所感兴趣的领域,例如软件编程或电气工程。个人电脑、软件和互联网等划时代的产品都是黑客创造出来的,如苹果的 Apple电脑、微软的 Basic解释器、互联网的 Mosaic浏览器。   回答前面读者的质疑,学软件编程并不需要看这本书,想成为优秀程序员和黑客的朋友,我强烈建议你花时间来阅读这本书,并亲自动手实践。正如于渊在本书结尾中所说“我们写自己的操作系统是出于一种好奇,或者说一种求知欲。我希望这样不停地‘过把瘾’能让这种好奇不停地延续”。   好奇心是动力的源泉,追究问题的本质是优秀黑客的必备素质,只有充分掌握了系统原理,才能在技术上游刃有余,才能有真正的创新和发展。中国需要更多真正的黑客,也希望更多的程序员能享受属于黑客的创造乐趣。   蒋涛   2009年 4月 作者自序   本书是《自己动手写操作系统》的第二版,通过一个具体的实例向读者呈现一个操作系统雏形的实现过程。有关操作系统的书籍资料可以找到很多,但是关注如何帮助读者实现一个试验性操作系统的书籍却不多见,本书便是从一个简单的引导扇区开始,讲述一个操作系统成长的故事,以作读者参考之用。   本书面向实践,通过具体实例教读者开发自己的操作系统。书中的步骤遵循由小到大、由浅入深的顺序,跟随这些步骤,读者可以由一个最简单的引导扇区开始,逐渐完善代码,扩充功能,最后形成一个小的操作系统。   本书不仅介绍操作系统的各要素,同时涉及开发操作系统需要的各个方面,比如如何建立开发环境、如何调试以及如何在虚拟机中运行等。书中的实例操作系统采用IA32作为默认平台,所以保护模式也作为必备知识储备收入书中,而这是传统的操作系统实践书籍经常忽略的。总之,只要是开发自己的操作系统中需要的知识,书中都尽量涉及,以便于读者参考。   众所周知,一个成型的操作系统往往非常复杂。如果考虑到操作系统作为软硬件桥梁的特殊地位,那么它可能看上去比一般的软件系统更难理解,因为其核心部分往往包含许多直接针对CPU、内存和 I/O端口的操作,它们夹杂在一片代码汪洋之中,显得更加晦涩。   我们有许多源代码公开的操作系统,可供随时下载和阅读,看上去好像让实现一个供自己把玩的微型操作系统变得容易很多,但事实往往不尽人意,因为这些代码动辄上万甚至几十几百万行,而且细节之间经常互相关联,要理解它们着实不易。我们有许多容易得到的操作系统教程,但读来好像总觉得跟我们有隔膜,不亲近。造成这些的根本原因,在于学习者一开始就面对一个完整的操作系统,或者面对前辈们积累了几十年的一系列理论成果。而无论作者多么擅长写作,读者多么聪明,或者代码多么优秀,要一个初学者理清其中的头绪都将是非常困难的。   我并非在此危言耸听,因为这曾经是我的亲身体会。当然,如果只是为了考试,几本操作系统理论书籍就足够了,你不需要对细节那么清楚。但如果是出于兴趣呢?如果你是想编写自己的操作系统呢?你会发现理论书籍好像一下子变得无用武之地,你会发现任何一个细节上的理解错误都可能导致自己辛辛苦苦编写的代码运行异常甚至崩溃。   我经历过这一切!我曾经翻遍了一本《操作系统:设计与实现》,也没有找到实现一个操作系统应该从何处着手。并不是这些书不好,也不是前人的代码不优秀,而是作为一无所知的初学者,我们所不了解的不仅是高居庙堂的理论知识,还有让我们举步维艰的实践细节。   可能在这些教科书作者的眼里,操作的细节不属于课程的一部分,或者这些细节看上去太容易,根本不值一提,甚至作者认为这些属于所谓“经验”的一部分,约定俗成是由读者本人去摸索的。但是实际情况往往是,这些书中忽略掉的内容恰恰占去了一个初学者大部分的时间,甚至影响了学习的热情。   我至今仍记得当我开始编写自己的操作系统时所遭受的挫败感,那是一种不知道如何着手的无助的感觉。还好我坚持了下来,克服了各种困难,并完成了自己的操作系统雏形。   进而我想到,一定不只是我一个人对编写自己的操作系统怀有兴趣,也一定不只是我一个人在实践时遇到困难。或许我应该把自己的经历写下来,从而可以帮助跟我相似的后来者,就这样,我编写了本书的第一版,也就是《自己动手写操作系统》。我相信,如果你也对神奇的计算机世界充满好奇,并且希望通过自己编写操作系统的方式来了解背后发生的故事,那么你一定可以在这本书中得到一些帮助。而假如你真的因为我的书而重新燃起实践的热情,从而开始一段操作系统旅程,我将会感到非常高兴。   不过我得坦白,在写作《自己动手写操作系统》的时候,我并不敢期待它能引起多少反响,一方面因为操作系统并不是时尚的话题,另一方面我也是走在学习的路上,或许只是比读者早走了一小步而已。然而出乎我的意料,它面世后重印多次,甚至一度登上销量排行榜的榜首,这让我觉得它的确有一定的参考价值,我要借此机会感谢所有支持我的读者。   在我写作《自己动手写操作系统》的时候,并没有想过今天会有一个第二版。原因在于,我希望这本书是用来填补空白的,而不是重复去做别人已经做得很好的事情。所谓填补空白,具体说就是让像我一样的操作系统爱好者在读完本书之后,能够有信心去读其他比较流行的开源的操作系统代码,有能力从零开始自己动手写操作系统,而这个任务第一版已经完成了。   那么为什么我又写作了第二版呢?原因有几个方面。第一,虽然第一版未曾涉及的进程间通信、文件系统等内容在许多书中都有讲解,但阅读的时候还是感觉有语焉不详的通病,作者本人可能很清楚原委,但写得太简略,以至于读者看来未必清晰。第二,我自己想把这个圈画圆。第一版的书虽然完成了它的使命,但毕竟到书的结尾,读者看到的不是一个真正的操作系统,它没有文件系统,没有内存管理,什么也干不了。在第二版中,你将会看到,你已经可以通过交叉编译的方式为我们的实验性 OS编写应用程序了,也就是说,它已经具备操作系统的基本功能,虽然仍然极其简陋,但第一个圈,毕竟是已经圆起来了。第三,实践类的操作系统书籍还是太少了,以至于你要想看看别人是怎么做的,除了读以《操作系统:设计与实现》为代表的极少数书籍之外,就是一头扎进源代码中,而结果有时相当令人气馁。我自己也气馁过,所以我在第二版中,仍然试图把话说细一点,把自己的经验拿出来分享。而且我选择我能想到的最精简的设计,以便让读者不至于陷入太多细节而无法看到全貌。我想这是本书可能具有的价值所在──简化的易懂的设计,还有尽量详细的文字。   在这一版中,内容被划分成上下两篇。上篇基本上是第一版的修订,只是做了一个调整,那便是在兼顾 Windows和Linux两方面用户的基础上,默认在Linux下建立开发环境来编写我们的操作系统。至于这样做的原因,在本书第 2章有比较详细的说明。当然,开发环境毕竟是第二位的,书中讲述的内容以及涉及的代码跟第一版都是一致的。本书的下篇全部都是新鲜内容,主要是增加了进程间通信、文件系统和内存管理。跟第一版的做法相同,下篇仍然不仅关注结果,更加致力于将形成一个结果的过程呈现出来。与此同时,由于本书旨在分享和引路,所以尽可能地简化了设计,以便将最重要的部分凸显出来。读者将看到,一个操作系统的文件系统和内存管理可以简陋到什么程度。简陋不是缺点,对于我们初学者而言,正是需要从简陋入手。换言之,如果你已经对实现一个操作系统有了一定的经验,那么这本书可能不适合你。这本书适合从来没有编写过操作系统的初学者。   本书的排版是我用L ATEX自己完成的。在排版中我花了一些工夫,因为我希望读者购买的首先是一本易于阅读且赏心悦目的书,其次才是编写操作系统的方法。另外,书中列出的代码均由我自己编写的程序自动嵌入L ATEX源文件,从而严格保证书和光盘的一致性,读者可以根据文件名和行号方便地找到光盘中   代码的准确位置。   此外,在第二版中还有一些小的变化。首先是操作系统的名字改变了,原因在于虽然我们的试验性   OS从前辈们那里借鉴了很多东西,但其各个部分的设计(比如文件系统和内存管理)往往有其独特之处,所以我将原先的 Tinix(本意为 TryMinix)改成了新名字Orange ’S(这个名字来自于我的妻子 ,),以表示它们的不同。另外,书中的代码风格,有些地方也做了调整。   我想,虽然第二版有着这样那样的变化,但有一点没有变,那就是本书试图将我在编写自己操作系统的过程中的经验尽可能地告诉读者,同时尽可能将我当初的思路和编码过程呈现出来。很可能读者比我更聪明,有更好的解决问题的方法,但无论如何,我认为我自己的经验可以为读者所借鉴。如果真是如   此,我将会非常欣慰。   在第二版的编写过程中,我同样要感谢许多人。感谢我的父母和爷爷对我的爱,并希望爷爷不要为我担心,写书是件辛苦的事,但同时也使我收获良多。爸爸在第二版的最后阶段帮我订正文字,这本书里有你的功劳。我要感谢博文视点的各位朋友,感谢郭老师的理解和支持,感谢李玲的辛勤工作,感谢江立和李冰,你们的高效让我非常钦佩。我还要感谢孟岩老师,你给我的鼓励我一直记在心里。我要感谢我的挚友郭洪桥,不仅仅因为你在技术上给我的帮助,更加因为你在精神上给我的支持。感谢我的同事和朋友张会昌,你在技术上的广度和深度总令我钦佩。另外,在第一版中帮助我的人,我要再次谢谢你们,因为没有第一版,也就没有第二版。   在所有人中我最应该感谢和最想感谢的,是我的妻子黄丹红,感谢你给我的所有建议,还有你帮我画的图。尤其是,当这本书在我预想的时间内没有完成的时候,当我遇到困难迟迟不能解决的时候,你总在一旁给我鼓励,在你那里,我从来都能感觉到一种温暖,我深知,如果没有你的支持,我无法坚持下来将书写完。谢谢你,这本书同样属于你。   跟第一版相比,这本书涉及的内容触及操作系统设计的更多方面,而由于笔者的水平实在有限,难免有纰漏甚至错误。如果读者有任何的问题、意见或建议,请登录http://www.osfromscratch.org,让我们共同探讨,共同进步。   本书导读   这本书适合谁   本书是一本操作系统实践的技术书籍。对于操作系统技术感兴趣,想要亲身体验编写操作系统过程的实践主义者,以及Minix、Linux源代码爱好者,都可以在本书中得到实践中所需的知识和思路。   本书以“动手写”为指导思想,只要是跟“动手写”操作系统有关的知识,都作为介绍对象加以讨论,所以,从开发环境的搭建,到保护模式,再到IBMPC中有关芯片的知识,最后到操作系统本身的设计实现,都能在本文中找到相应介绍。所以如果你也想亲身实践的话,本书可以省去你在书店和互联网寻找相应资料的过程,使你的学习过程事半功倍。在读完本书后,你不但可以获得对于操作系统初步的感性认识,并且对 IBMPC的接口、IA架构之保护模式,以及操作系统整体上的框架都将会有一定程度的了解。   笔者相信,当你读完本书之后,如果再读那些纯理论性的操作系统书籍,所获得的体验将会完全不同,因为那些对你而言不再是海市蜃楼。   对于想阅读 Linux源代码的操作系统爱好者,本书可以提供阅读前所必要的知识储备,而这些知识储备不但在本书中有完整的涉及,而且在很多 Linux书籍中是没有提到的。   特别要提到的是,对于想通过阅读 Andrew S. Tanenbaum和 Albert S. Woodhull的《操作系统:设计与实现》来学习操作系统的读者,本书尤其适合作为你的引路书籍,因为它翔实地介绍了初学者入门时所必需的知识积累,而这些知识在《操作系统:设计与实现》一书中是没有涉及的,笔者本人是把这本书作为写操作系统的主要参考书籍之一,所以在本书中对它多有借鉴。   你需要什么技术基础   在本书中所用到的计算机语言只有两种:汇编和 C语言。所以只要你具备汇编和 C语言的经验,就可以阅读本书。除对操作系统常识性的了解(比如知道中断、进程等概念)之外,本书不假定读者具备其他任何经验。   如果你学习过操作系统的理论课程,你会发现本书是对于理论的吻合和补充。它是从实践的角度为你展现一幅操作系统画面。   书中涉及了 Intel CPU保护模式、Linux命令等内容,到时候会有尽可能清晰的讲解,如果笔者认为某些内容可以通过其他教材系统学习,会在书中加以说明。   另外,本书只涉及 Intel x86平台。   统一思想——让我们在这些方面达成共识   道篇   让我们有效而愉快地学习   你大概依然记得在你亲自敲出第一个“Hello world”程序并运行成功时的喜悦,那样的成就感助燃了你对编写程序浓厚的兴趣。随后你不断地学习,每学到新的语法都迫不及待地在计算机上调试运行,在调试的过程中克服困难,学到新知,并获得新的成就感。   可现在请你设想一下,假如课程不是这样的安排,而是先试图告诉你所有的语法,中间没有任何实践的机会,试问这样的课程你能接受吗?我猜你唯一的感受将是索然寡味。   原因何在?只是因为你不再有因为不断实践而获得的源源不断的成就感。而成就感是学习过程中快乐的源泉,没有了成就感,学习的愉快程度将大打折扣,效果于是也将变得不容乐观。   每个人都希望有效而且愉快的学习过程,可不幸的是,我们见到的操作系统课程十之八九令我们失望,作者喋喋不休地讲述着进程管理存储管理I/O控制调度算法,可我们到头来也没有一点的感性认识。我们好像已经理解却又好像一无所知。很明显,没有成就感,一点也没有。笔者痛恨这样的学习过程,也决不会重蹈这样的覆辙,让读者获得成就感将是本书的灵魂。   其实这本书完全可以称作一本回忆录,记载了笔者从开始不知道保护模式为何物到最终形成一个小小   OS的过程,这样的回忆录性质保证了章节的安排完全遵从操作的时间顺序,于是也就保证了每一步的可操作性,毫无疑问,顺着这样的思路走下来,每一章的成果都需要努力但又尽在眼前,步步为营是我   们的战术,成就感是我们的宗旨。   我们将从二十行代码开始,让我们最简单的操作系统婴儿慢慢长大,变成一个翩翩少年,而其中的每一步,你都可以在书中的指导下自己完成,不仅仅是看到,而是自己做到!你将在不断的实践中获得不断的成就感,笔者真心希望在阅读本书的过程中,你的学习过程可以变得愉快而有效。   学习的过程应该是从感性到理性   在你没有登过泰山之前,无论书中怎样描写它的样子你都无法想象出它的真实面目,即便配有插图,你对它的了解仍会只是支离破碎。毫无疑问,一千本对泰山描述的书都比不上你一次登山的经历。文学家的描述可能是华丽而优美的,可这样的描述最终产生的效果可能是你非去亲自登泰山不可。反过来想呢,假如你已经登过泰山,这样的经历产生的效果会是你想读尽天下描述泰山的书而后快吗?可能事实恰恰相反,你可能再也不想去看那些文字描述。   是啊,再好的讲述,又哪比得上亲身的体验?人们的认知规律本来如此,有了感性的认识,才能上升为理性的理论。反其道而行之只能是事倍功半。   如果操作系统是一座这样的大山,本书愿做你的导游,引领你进入它的门径。传统的操作系统书籍仅仅是给你讲述这座大山的故事,你只是在听讲,并没有身临其境,而随着这本书亲身体验,则好像置身于山门之内,你不但可以看见眼前的每一个细节,更是具有了走完整座大山的信心。   值得说明的是,本书旨在引路,不会带领你走完整座大山,但是有兴趣的读者完全可以在本书最终形成的框架的基础上容易地实现其他操作系统书籍中讲到的各种原理和算法,从而对操作系统有个从感性到理性的清醒认识。   暂时的错误并不可怕   当我们对一件事情的全貌没有很好理解的时候,很可能会对某一部分产生理解上的误差,这就是所谓的断章取义。很多时候断章取义是难免的,但是,在不断学习的过程中,我们会逐渐看到更多,了解更多,对原先事物的认识也会变得深刻甚至不同。   对于操作系统这样复杂的东西来说,要想了解所有的细节无疑是非常困难的,所以在实践的过程中,可能在很多地方,会有一些误解发生。这都没有关系,随着了解的深入,这些误解总会得到澄清,到时你会发现,自己对某一方面已经非常熟悉了,这时的成就感,一定会让你感到非常愉悦。   本书内容的安排遵从的是代码编写的时间顺序,它更像是一本开发日记,所以在书中一些中间过程不完美的产物被有意保留了下来,并会在以后的章节中对它们进行修改和完善,因为笔者认为,一些精妙的东西背后,一定隐藏着很多中间的产物,一个伟大的发现在很多情况下可能不是天才们刹那间的灵光一闪,背后也一定有着我们没有看到的不伟大甚至是谬误。笔者很想追寻前辈们的脚步,重寻他们当日的足迹。做到这一点无疑很难,但即便无法做到,只要能引起读者的一点思索,也是本书莫大的幸事。   挡住了去路的,往往不是大树,而是小藤   如果不是亲身去做,你可能永远都不知道,困难是什么。   就好像你买了一台功能超全的微波炉回家,研究完了整本说明书,踌躇满志想要烹饪的时候,却突然发现家里的油盐已经用完。而当时已经是晚上十一点,所有的商店都已经关门,你气急败坏,简直想摸起铁勺砸向无辜的微波炉。   研究说明书是没有错的,但是在没开始之前,你永远都想不到让你无法烹饪的原因居然是十块钱一瓶的油和一块钱一袋的更加微不足道的盐。你还以为困难是微波炉面板上密密麻麻的控制键盘。   其实做其他事情也是一样的,比如写一个操作系统,即便一个很小的可能受理论家们讥笑的操作系统雏形,仍然可能遇到一大堆你没有想过的问题,而这些问题在传统的操作系统书籍中根本没有提到。所以唯一的办法,便是亲自去做,只有实践了,才知道是怎么回事。   术篇   用到什么再学什么   我们不是在考试,我们只是在为了自己的志趣而努力,所以就让我们忠于自己的喜好吧,不必为了考试而看完所有的章节,无论那是多么的乏味。让我们马上投入实践,遇到问题再图解决的办法。笔者非常推崇这样的学习方法:   实践 →遇到问题 →解决问题 →再实践   因为我们知道我们为什么学习,所以我们才会非常投入;由于我们知道我们的目标是解决什么问题,所以我们才会非常专注;由于我们在实践中学习,所以我们才会非常高效。而最有趣的是,最终你会发现你并没有因为选择这样的学习方法而少学到什么,相反,你会发现你用更少的时间学到更多的东西,并且格外的扎实。   只要用心,就没有学不会的东西   笔者还清楚地记得刚刚下载完 Intel Architecture Software Developer Manual那三个可怕的 PDF文件时的心情,那时心里暗暗嘀咕,什么时候才能把这些东西读懂啊!可是突然有一天,当这些东西真的已经被基本读完的时候,我想起当初的畏惧,时间其实并没有过去多少。   所有的道理都是相通的,没有什么真正可怕,尤其是,我们所做的并非创造性的工作,所有的问题前人都曾经解决,所以我们更是无所畏惧,更何况我们不仅有书店,而且有互联网,动动手脚就能找到需要的资料,我们只要认真研究就够了。   所以当遇到困难时,请静下心来,慢慢研究,因为只要用心,就没有学不会的东西。   适当地囫囵吞枣   如果囫囵吞枣仅仅是学习的一个过程而非终点,那么它并不一定就是坏事。大家都应该听说过鲁迅先生学习英语的故事,他建议在阅读的过程中遇到不懂的内容可以忽略,等到过一段时间之后,这些问题会自然解决。   在本书中,有时候可能先列出一段代码,告诉你它能完成什么,这时你也可以大致读过,因为下面会有对它详细的解释。第一遍读它的时候,你只要了解大概就够了。    本书的原则   1.宁可啰嗦一点,也不肯漏掉细节   在书中的有些地方,你可能觉得有些很“简单”的问题都被列了出来,甚至显得有些啰嗦,但笔者宁可让内容写得啰嗦点,因为笔者自己在读书的时候有一个体验,就是有时候一个问题怎么也想不通,经过很长时间终于弄明白的时候才发现原来是那么“简单”。可能作者认为它足够简单以至于可以跳过不提,但读者未必那么幸运一下子就弄清楚。   不过本书到后面的章节,如果涉及的细节是前面章节提到过的,就有意地略过了。举个非常简单的例子,开始时本书会提醒读者增加一个源文件之后不要忘记修改Makefile,到后来就假定读者已经熟悉了这个步骤,可能就不再提及了。   2.努力做到平易近人   笔者更喜欢把本书称作一本笔记或者学习日志,不仅仅是因为它基本是真实的学习过程的再现,而且笔者不想让它有任何居高临下甚至是晦涩神秘的感觉。如果有一个地方你觉得书中没有说清楚以至于你没有弄明白,请你告诉我,我会在以后做出改进。 3.代码注重可读性但不注重效率   本书的代码力求简单易懂,在此过程中很少考虑运行的效率。一方面因为书中的代码仅仅供学习之用,暂时并不考虑实际用途;另一方面笔者认为当我们对操作系统足够了解之后再考虑效率的问题也不迟。   本书附带光盘说明   本书附带光盘中有本书用到的所有源代码。值得一提的是,其中不止包含完整的操作系统代码,还包含各个步骤的中间产物。换句话说,开发中每一步骤的代码,都可在光盘中单独文件夹中找到。举例说明,书的开篇介绍引导扇区,读者在相应文件夹中就只看到引导扇区的代码;第 9章介绍文件系统,在相应文件夹中就不会包含第 10章内存管理的代码。在任何一个步骤对应的文件夹中,都包含一个完整可编译运行的代码树,以方便读者试验之用。这样在学习的任何一个阶段,读者都可彻底了解阶段性成果,且不必担心受到自己还未学习的内容的影响,从而使学习不留死角。   在书的正文中引用的代码会标注出出自哪个文件。以“chapter5/b/bar.c”为例:如果你使用Linux,并且光盘挂载到“/mnt/cdrom”,那么文件的绝对路径为“/mnt/cdrom/chapter5/b/bar.c”;如果你使用Windows,并且光盘是 X:盘,那么文件的绝对路径为“X:nchapter5nbnbar.c”。 目 录   上 篇   第1章 马上动手写一个最小的“操作系统” 2   1.1 准备工作 2   1.2 十分钟完成的操作系统 3   1.3 引导扇区 4   1.4 代码解释 4   1.5 水面下的冰山 6   1.6 回顾 7   第2章 搭建你的工作环境 8   2.1 虚拟计算机Bochs 8   2.1.1 Bochs初体验 8   2.1.2 Bochs的安装 9   2.1.3 Bochs的使用 10   2.1.4 用Bochs调试操作系统 12   2.2 QEMU 15   2.3 平台之争:Windows还是*nix 16   2.4 GNU/Linux下的开发环境 20   2.5 Windows下的开发环境 22   2.6 总结 23   第3章 保护模式(Protect Mode) 25   3.1 认识保护模式 25   3.1.1 保护模式的运行环境 29   3.1.2 GDT(Global Descriptor Table) 31   3.1.3 实模式到保护模式,不一般的jmp 33   3.1.4 描述符属性 35   3.2 保护模式进阶 38   3.2.1 海阔凭鱼跃 38   3.2.2 LDT(Local Descriptor Table) 44   3.2.3 特权级概述 48   3.2.4 特权级转移 51   3.2.5 关于“保护”二字的一点思考 65   3.3 页式存储 65   3.3.1 分页机制概述 66   3.3.2 编写代码启动分页机制 67   3.3.3 PDE和PTE 68   3.3.4 cr3 71   3.3.5 回头看代码 72   3.3.6 克勤克俭用内存 73   3.3.7 进一步体会分页机制 81   3.4 中断和异常 87   3.4.1 中断和异常机制 87   3.4.2 外部中断 90   3.4.3 编程操作8259A 91   3.4.4 建立IDT 94   3.4.5 实现一个中断 95   3.4.6 时钟中断试验 96   3.4.7 几点额外说明 98   3.5 保护模式下的I/O 100   3.5.1 IOPL 100   3.5.2 I/O许可位图(I/O Permission Bitmap) 100   3.6 保护模式小结 101   第4章 让操作系统走进保护模式 102   4.1 突破512字节的限制 102   4.1.1 FAT12 103   4.1.2 DOS可以识别的引导盘 108   4.1.3 一个最简单的Loader 108   4.1.4 加载Loader入内存 109   4.1.5 向Loader交出控制权 116   4.1.6 整理boot.asm 116   4.2 保护模式下的“操作系统” 117   第5章 内核雏形 119   5.1 在Linux下用汇编写Hello World 119   5.2 再进一步,汇编和C同步使用 120   5.3 ELF(Executable and Linkable Format) 123   5.4 从Loader到内核 127   5.4.1 用Loader加载ELF 127   5.4.2 跳入保护模式 131   5.4.3 重新放置内核 137   5.4.4 向内核交出控制权 142   5.5 扩充内核 143   5.5.1 切换堆栈和GDT 144   5.5.2 整理我们的文件夹 148   5.5.3 Makefile 149   5.5.4 添加中断处理 155   5.5.5 两点说明 168   5.6 小结 169   第6章 进程 171   6.1 迟到的进程 171   6.2 概述 171   6.2.1 进程介绍 172   6.2.2 未雨绸缪——形成进程的必要考虑 172   6.2.3 参考的代码 173   6.3 最简单的进程 174   6.3.1 简单进程的关键技术预测 175   6.3.2 第一步——ring0→ring1 178   6.3.3 第二步——丰富中断处理程序 189   6.4 多进程 200   6.4.1 添加一个进程体 200   6.4.2 相关的变量和宏 200   6.4.3 进程表初始化代码扩充 202   6.4.4 LDT 203   6.4.5 修改中断处理程序 203   6.4.6 添加一个任务的步骤总结 206   6.4.7 号外:Minix的中断处理 207   6.4.8 代码回顾与整理 212   6.5 系统调用 220   6.5.1 实现一个简单的系统调用 222   6.5.2 get_ticks的应用 227   6.6 进程调度 232   6.6.1 避免对称——进程的节奏感 232   6.6.2 优先级调度总结 240   第7章 输入/输出系统 242   7.1 键盘 242   7.1.1 从中断开始——键盘初体验 242   7.1.2 AT、PS/2键盘 243   7.1.3 键盘敲击的过程 244   7.1.4 用数组表示扫描码 248   7.1.5 键盘输入缓冲区 251   7.1.6 用新加的任务处理键盘操作 253   7.1.7 解析扫描码 254   7.2 显示器 263   7.2.1 初识TTY 264   7.2.2 基本概念 264   7.2.3 寄存器 267   7.3 TTY任务 270   7.3.1 TTY任务框架的搭建 272   7.3.2 多控制台 277   7.3.3 完善键盘处理 281   7.3.4 TTY任务总结 288   7.4 区分任务和用户进程 289   7.5 printf 291   7.5.1 为进程指定TTY 292   7.5.2 printf()的实现 292   7.5.3 系统调用write() 294   7.5.4 使用printf() 296   下 篇   第8章 进程间通信 300   8.1 微内核还是宏内核 300   8.1.1 Linux的系统调用 302   8.1.2 Minix的系统调用 303   8.1.3 我们的选择 305   8.2 IPC 306   8.3 实现IPC 306   8.3.1 assert()和panic() 309   8.3.2 msg_send()和msg_receive() 313   8.3.3 增加消息机制之后的进程调度 321   8.4 使用IPC来替换系统调用get_ticks 322   8.5 总结 324   第9章 文件系统 325   9.1 硬盘简介 325   9.2 硬盘操作的I/O 端口 326   9.3 硬盘驱动程序 327   9.4 文件系统 337   9.5 硬盘分区表 338   9.6 设备号 344   9.7 用代码遍历所有分区 347   9.8 完善硬盘驱动程序 352   9.9 在硬盘上制作一个文件系统 355   9.9.1 文件系统涉及的数据结构 356   9.9.2 编码建立文件系统 358   9.10 创建文件 366   9.10.1 Linux下的文件操作 366   9.10.2 文件描述符(file descriptor) 367   9.10.3 open() 369   9.11 创建文件所涉及的其他函数 377   9.11.1 strip_path() 377   9.11.2 search_file() 378   9.11.3 get_inode()和sync_inode() 379   9.11.4 init_fs() 381   9.11.5 read_super_block()和get_super_block() 382   9.12 关闭文件 383   9.13 查看已创建的文件 384   9.14 打开文件 386   9.15 读写文件 387   9.16 测试文件读写 390   9.17 文件系统调试 393   9.18 删除文件 395   9.19 插曲:奇怪的异常 401   9.20 为文件系统添加系统调用的步骤 403   9.21 将TTY纳入文件系统 404   9.22 改造printf 411   9.23 总结 413   第10章 内存管理 414   10.1 fork 414   10.1.1 认识fork 414   10.1.2 fork前要做的工作(为fork所做的准备) 417   10.1.3 fork()库函数 421   10.1.4 MM 421   10.1.5 运行 427   10.2 exit和wait 427   10.3 exec 432   10.3.1 认识exec 433   10.3.2 为自己的操作系统编写应用程序 434   10.3.3 “安装”应用程序 436   10.3.4 实现exec 442   10.4 简单的shell 447   10.5 总结 449   第11章 尾声 451   11.1 让mkfs()只执行一次 451   11.2 从硬盘引导 455   11.2.1 编写硬盘引导扇区和硬盘版loader 455   11.2.2 “安装”hdboot.bin和hdldr.bin 461   11.2.3 grub 461   11.2.4 小结 463   11.3 将OS安装到真实的计算机 465   11.3.1 准备工作 465   11.3.2 安装Linux 466   11.3.3 编译源代码 466   11.3.4 开始安装 467   11.4 总结 467   参考文献 470 解密《一个操作系统的实现》这本书 5 月 18 日见到了《 Orange'S :一个操作系统的实现》的样书,多少有些激动。想一想前一版本《自己动手写操作系统》是那么畅销,这一本一定不能含糊。整个出版过程我能看到作者于渊为此付出的努力,还在自己排版的过程有深入体会,通过于渊的讲座也让博文视点的员工分享到他在排版过程中的很多心得。 应该有几万个朋友读过《自己动手写操作系统》了,本书的第 2 版《 Orange'S :一个操作系统的实现》出来肯定有非常多的朋友想问,这两本书到底有何区别呢?就此博文视点对本书作者于渊进行了简单的采访。 * 提问:《 Orange'S :一个操作系统的实现》与《自己动手写操作系统》明显区别在哪些方面? * 于渊:作为《自己动手写操作系统》(以下简称《自》)的第二版,《 Orange'S :一个操作系统的实现》(以下简称“新版”)主要有以下变化: 1. 书中示例操作系统的名字改为 Orange'S 2. 书名改为《 Orange'S :一个操作系统的实现》 3. 增加了有关 IPC 、 FS 、 MM 等内容 4. 将默认开发平台改为 GNU/Linux ,同时兼顾 Windows 5. 更改了排版工具,并使用技术手段增加书的可读性,比如代码行号的运用 6. 建立专门网站以服务读者 7. 建立专门讨论区供读者交流 读过《自己动手写操作系统》的读者一定知道,其中默认使用 Windows 作为开发平台,同时使用虚拟机来编译及运行自己的 OS ,在新版中这一点发生了变化(如上述第 4 条所述),具体的变化原因在书中第二章有详细的叙述。虽然开发平台是第二位的事情,但书中的默认平台却不免影响到叙述细节,所以,如果读者基于自己的原因坚持在 Windows 上开发(可能的原因或许有对 Linux 不熟悉、需要边开发操作系统边登录某些网上银行等等),则可能对读到的内容进行一点点额外加工。当然,所需的额外加工是少量的,而且在第二章中也有专门的文字介绍如何在两种平台下搭建工作环境。此外,如果读者不介意花钱,还可以同时购买《自己动手写操作系统》和新版,相互参照阅读。 * 提问:《 Orange'S :一个操作系统的实现》与《自己动手写操作系统》相比是否有所增加吗?增加了多少内容量呢? 于渊:新版的内容是有增加的,新增文字约占整本书的三分之一,《 Orange'S :一个操作系统的实现》新增代码则是《自己动手写操作系统》中代码的数倍。这些新增的内容,读者只能从新版中获得。目前并未有将新增内容单独成书的打算,所以读者即便仅想阅读第八章以后的内容,也需要购买整本《 Orange'S :一个操作系统的实现》。已经购买了《自己动手写操作系统》的读者可能觉得有点浪费,但事实并不如此,因为《自己动手写操作系统》的内容经过了重新排版、修订和编辑(比如代码格式进行了重排,更方便与光盘中的文件对照阅读,以及其中所有的矢量图都用 pgf/TikZ 重新绘制等)笔者倾注的心血使得新版的感官已经大为不同,读者一看便知。 * 提问:在《自己动手写操作系统》大卖的时候,您是否想过会有第二版出版呢? * 于渊:坦白讲,我在写作《自》的时候,并没有想过今天会有一个第二版。原因在于,我希望这本书是用来填补空白的,而不是重复去做别人已经做得很好的事情。所谓填补空白,具体说就是让像我一样的操作系统爱好者在读完本书之后,能够有信心去读其他比较流行的开源的操作系统代码,有能力从零开始自己动手写操作系统,而这个任务第一版已经完成了。 * 提问:那么为什么又写作了第二版呢? * 于渊:原因有几个方面。第一,虽然第一版未曾涉及的进程间通信、文件系统等内容在许多书中都有讲解,但阅读的时候还是感觉有语焉不详的通病,作者本人可能很清楚原委,但写得太简略,以至于读者看来未必清晰。第二,我自己想把这个圈画圆。第一版的书虽然完成了它的使命,但毕竟到书的结尾,读者看到的不是一个真正的操作系统,它没有文件系统,没有内存管理,什么也干不了。在第二版中,你将会看到,你已经可以通过交叉编译的方式为我们的实验性 OS 编写应用程序了,也就是说,它已经具备操作系统的基本功能,虽然仍然极其简陋,但第一个圈,毕竟是已经圆起来了。第三,实践类的操作系统书籍还是太少了,以至于你要想看看别人是怎么做的,除了读以《操作系统:设计与实现》为代表的极少数书籍之外,就是一头扎进源代码中,而结果有时相当令人气馁。我自己也气馁过,所以我在第二版中,仍然试图把话说细一点,把自己的经验拿出来分享。而且我选择我能想到的最精简的设计,以便让读者不至于陷入太多细节而无法看到全貌。我想这是本书可能具有的价值所在──简化的易懂的设计,还有尽量详细的文字。 * 提问:这本书为何不考虑用 WORD 排版? * 于渊:新版的排版是我用 LaTeX 自己完成的。在排版中我花了一些工夫,因为我希望读者购买的首先是一本易于阅读且赏心悦目的书,其次才是编写操作系统的方法。另外,书中列出的代码均由我自己编写的程序自动嵌入 LaTeX 源文件,从而严格保证书和光盘的一致性,读者可以根据文件名和行号方便地找到光盘中代码的准确位置。 * 提问:第二版还有哪些区别呢? Orange'S 这个名字很特别,有什么寓意吗? * 于渊:新版中还有一些小的变化。首先是操作系统的名字改变了,原因在于虽然我们的试验性 OS 从前辈们那里借鉴了很多东西,但其各个部分的设计(比如文件系统和内存管理)往往有其独特之处,所以我将原先的 Tinix (本意为 TryMinix )改成了新名字 Orange'S (这个名字来自于我的妻子),以表示它们的不同。另外,书中的代码风格,有些地方也做了调整。 新版中,原先的叙述风格都尽量地得以贯彻,而在表现形式上,新版用了更多心思,我相信读者能在其中发现这些特点:关注动手细节,探寻代码背后的故事,结果与过程兼顾,内容与形式并重。加上专门为本书建立的网站和讨论区,我相信读者能更容易地阅读,更轻松地学习。

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