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对于操作系统而言,稳定且可靠地运行是最重要的。现行技术方案是将用户进程与用户进程之间、用户进程与操作系统之间进行分离,操作系统可以管理用户进程,但是用户进程之间不能互相干预,更不能“侵入”操作系统内核。然而这一切是如何实现的呢?用户程序和操作系统都是程序,使用的是同一个CPU、同一套指令集、同一个内存条,为什么会有这么大的区别呢?
绝妙之处在于操作系统的设计指导思想:主奴机制!
操作系统的设计者依托硬件,在主奴机制设计思想的指导下,把操作系统内核与用户进程间的关系设计为“主子”与“奴才”的关系。该指导思想贯穿整个操作系统设计的始终,涉及操作系统的方方面面。以内存管理为例,操作系统内核可以访问所有的内存空间,包括用户进程的内存空间,而用户进程则不能访问其他用户进程的内存空间,更不可能访问操作系统内核的内存空间。更有甚者,用户进程甚至不知道自身的代码以及所访问的内存究竟在物理内存中的什么位置……可以说,操作系统就是围绕着“主奴机制”这个设计指导思想实现的。
本书不仅在主奴机制等宏观的设计指导思想方面有独到的见解,而且对操作系统源代码的实现原理和编程技巧等微观内容的讲解与分析也细致入微。例如:
为什么操作系统的内核代码不是加载在0x00000的位置?
为什么 jmpi 0, 8中的“8”不能简单地当做阿拉伯数字“8”看待?
为什么用C语言写的操作系统却不是从main函数开始执行?
……
所有这些在同类书中可能都不曾提及的问题在本书中都有精彩的论述。
第1版与第2版的区别
结合广大读者的反馈意见和新设计团队对操作系统新的认识,第2版在第1版的基础上进行了大幅度的优化和重写,使得本书的内容更易于读者理解。主要改动如下:
第1版的第2章在第2版中被拆分为第2、3、4章,这样的拆分对操作系统启动部分的系统初始化、激活进程0、创建进程1、进程2的层次划分更清晰,各章内容的篇幅也更为均衡,阅读体验会更好。
根据读者的反馈,第2版中增加了一些示意图,更便于读者理解。
根据读者的要求,在源代码中增加了大量的注释,对操作系统的架构描述更直观,对源代码的讲解更细致。