硬核!手把手带你写个操做系统!

2021年11月25日 阅读数:2
这篇文章主要向大家介绍硬核!手把手带你写个操做系统!,主要内容包括基础应用、实用技巧、原理机制等方面,希望对大家有所帮助。


都说操做系统(简称 OS ),是程序员的三大浪漫之一,咱们常常会用“灵魂、大脑、内核、基石”等词来形容它,足以见得它对计算机而言有多么重要。git

 

 

在实际工做中也确实如此,不少遇到的疑难杂症,都和操做系统密切相关,好比:程序员

 

  • 内存为何会泄漏、服务进程为何会 dang 掉、文件为何打不开?算法

  • MySQL 的 IO 性能还能不能再提高?数据库

  • 网络服务为何会掉线?模式靠什么技术支撑?编程

  • Node.js 的 I/O 模型长什么模样?微信

 

除此以外,在作高性能服务端编程的时候,常常会用到内存、进程、线程、IO 相关的知识。网络

 

“学好操做系统,能直接解决你在工做中遇到的这些问题”。就这一个缘由,它就已是每一个程序员必须好好修炼的基本功了。数据结构

 

并且我一直认为,花大量时间研究 OS 这些底层知识,是颇有必要的,它就至关于“指数函数”,虽然短时间看不到效果,但倒是从 0 到 1 必然的过程多线程

 

学懂了这些基本功,再去琢磨那些被“追捧”的流行技术啊、demo 啊,都能轻松地理解背后高级的设计,理解系统中的性能瓶颈。架构

 

不夸张地说,学懂了操做系统,同时具有不错的编程能力,找工做就颇有优点。要知道,不少在职的工程师其实不少这里面的概念都不懂,工做多年,还得回来补课。

 

操做系统很难,有什么学习的 “捷径”?

 

捷径没有,心得有一点。操做系统须要大量的知识储备,除了要理论要体系化,更重要的是必定要实践,当你真的动手写了一个 OS 的时候,你对操做系统的理解会是质的飞跃。

 

但有配套实验完成一个 OS 的学习资料不多,极客时间的《操做系统实战 45 讲》专栏算一个,做者是计算机“鬼才”——彭东,这课上线2个月,订阅量已经破万了,这个结果其实并不意外,毕竟,国内这类实战课程真的太稀缺了

 

下面是彭东整理的「操做系统核心知识图谱」,就出自这个专栏,建议先马后看。

 

操做系统简化知识体系图

 

关于计算机“鬼才”彭东

彭东非科班出身,却凭借惊人的意志和热爱,自学微机原理,编程语言,数据结构与算法,翻遍操做系统和硬件层相关书籍,独立开发了 LMOS 操做系统。

 

LMOS 如今已经发布了 8 个测试版本,是多进程、多线程、多 CPU、支持虚拟内存的 x86_64 体系下的全 64 位操做系统内核,代码量已经有 10 万多行了。

 

不止于此,强烈的兴趣促使他又开发了基于 Linux 的嵌入式操做系统——LMOSEM。

 

他仍是《深度探索嵌入式操做系统:从零开始设计、架构和开发》的做者,Intel 傲腾项目的关键开发者。

 

数十年深刻研究操做系统,他精通 Linux、BSD、SunOS 等开源操做系统内核、熟悉Windows 的 NT 内核,了解计算机底层技术,在编译器,数据库等基础架构方面也很有研究。

 

能够说彭东很是了解,在操做系统的学习过程当中,有哪些难点和阻碍,会踩哪些坑。其实,当我知道他要出专栏时,很是惊讶,早在专栏在上线前,我就火烧眉毛地从运营同窗那里要样章来看了,确实让我很惊喜。

 

总结来讲,他会带着你,一步步实现一个基于 x86 平台的 64 位多进程的操做系统——Cosmos,这真是从 0 到 1,手把手教你自制一个操做系统了,不只如此,专栏中对于 Linux 内核也讲解得很透彻。听极客时间的运营说这门课立刻就要涨价了,因此赶忙推荐给你们!

 

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相比市面上难啃的大部头教材,这门课真的太友好了,除了能手把手教你实现一个本身的操做系统,还有几点也很是值得称赞:

 

 

1.“保姆级”图示+代码解析,小白也适用

 

为了方便“计算机小白”理解,快速上手实操,课程中加入了大量图示和详细的代码注释,这个体量的代码注释是很是少见的,足以看出老师的用心。

 

固然若是你是老手,也能根据课程中的提示,快速定位到关键性的核心代码。

 

 

摘自《操做系统实战 45讲》第9讲

瞧一瞧-Linux的自旋锁和信号量如何实现?

 

2. 边学边练,对比分析,强化理解 Linux 

 

在介绍每一个内核组件实现时,都会先讲清原理,再带你基于设计理解去动手实现;而后与 Linux内核的实现作先后对比。既能边学边练,又能帮你从“上帝视角”审视 Linux 内核。

 

 

 

3. 配套源码,真正动手“run”起来

 

专栏中的每一讲,都会匹配能够工做的代码,传在gitee上;你能够跟着课程一步步的实现,也能够直接使用每节课提供的代码进行调试,直到最终实现一个操做系统。

 

Cosmos系统运行演示

 

整个专栏学下来,操做系统架构设计能力确定会大幅提高,还能够学到系统级别的软件编程技巧,这对咱们拓展技术深度和广度是大有裨益的。

 

在平常开发中遇到问题的时候,也就能从更多维度去解决了。固然,求职也必定会是加分项,本身动手写过操做系统,简历天然增色很多。

 

还有一点,不得不提,全部专栏的读者,均可以免费加入 LMOS(做者彭东)创建的「操做系统交流群」,他常常在群里答疑解惑,这里还有不少技术内功深厚的大佬,你们互相监督,共同探讨,学习进步,是个可贵的氛围活跃又有价值的群。

 

 

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说了这么多,来看看目录吧。反正我第一眼看目录,就知道这门课绝对错不了。

 

 

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不少人都以为,学好操做系统很难,编写一个操做系统更是大佬们才能作到的事。

 

其实否则,彭东和咱们同样,是一个普通人,最开始的基础也远远不如科班出身的同窗。

 

你能够想象,他在学习过程当中面临了怎样的困难,但这依然没有阻碍他在操做系统的海洋里乘风破浪。

 

咱们又有什么理由学很差呢?

 

难者不会,会者不难,不要给本身设限,办法总比困难多。

 

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本文分享自微信公众号 - C语言入门到精通(c_printf)。
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