第1部分 進入內核前的苦力活

第１回 最開始的兩行代碼

第２回 從0x7c00到0x90000

第３回 做好訪問內存的基礎準備工作

第４回 把全部的操作繫統代碼從硬盤搬到內存

第５回 將重要的操作繫統代碼放在零地址處

第６回 解決段寄存器的歷史包袱問題

第７回 六行代碼進入保護模式

第８回 重新設置中斷描述符表與全局描述符表

第９回 開啟分頁機制

第10回 進入main函數前的最後一躍

第2部分 “大戰”前期的初始化工作

第11回 整個操作繫統就二十幾行代碼

第12回 管理內存前先劃分出三個邊界值

第13回 主內存初始化mem_init

第14回 中斷初始化trap_init

第15回 塊設備請求項初始化blk_dev_init

第16回 控制臺初始化tty_init

第17回 時間初始化time_init

第18回 進程調度初始化sched_init

第19回 緩衝區初始化buffer_init

第20回 硬盤初始化hd_init

第3部分 一個新進程的誕生

第21回 第3 部分全局概述

第22 回 從內核態切換到用戶態

第23回 如果讓你來設計進程調度

第24回 從一次定時器滴答來看進程調度

第25回 通過fork 看一次繫統調用

第26回 fork 函數中進程基本信息的復制

第27回 透過fork 來看進程的內存規劃

第28回 番外篇——我居然會認為權威著作寫錯了

第29回 番外篇——寫時復制就這麼幾行代碼

第30回 番外篇——你管這破玩意兒叫文件繫統

第4部分 shell程序的到來

第31回 拿到硬盤信息

第32回 加載根文件繫統

第33回 打開終端設備文件

第34回 進程2的創建

第35回 execve 加載並執行shell程序

第36回 缺頁中斷

第37回 shell程序跑起來了

第38回 操作繫統啟動完畢！

第39回 番外篇——調試Linux最早期的代碼

第40回 番外篇——為什麼有些技術原理你怎麼看也看不懂

第5部分 一條shell命令的執行

第41回 一條shell命令的執行過程概述

第42回 用鍵盤輸入一條命令

第43回 shell程序讀取你的命令

第44回 進程的阻塞與喚醒

第45回 解析並執行shell命令

第46回 讀硬盤數據全流程

第47回 讀取硬盤數據的細節

第48回 信號

第49回 番外篇——為什麼你學得比別人慢

前言

每個程序員都有一個操作繫統夢，而操作繫統也是每個程序員的心結。

一知半解地了解一點兒操作繫統的知識，已經無法滿足當下程序員的需求。但要深入剖析操作繫統，又是大部分程序員都很惶恐的一件事。如果要讓程序員讀一遍操作繫統源碼，那簡直跟要了命一樣。其實，操作繫統的源碼並沒有那麼可怕。

有很多優秀的操作繫統圖書都是以 Linux-0.11 這個經典版本為研究對像進行講解的，可為什麼即便是 Linux-0.11 這種代碼量最少的版本，仍然令很多人望而卻步呢？

先不直接回答這個問題，我們看一下《天龍八部》的開頭：

青光閃動，一柄青鋼劍倏地刺出，指向中年漢子左肩，使劍少年不待劍招用老，腕抖劍斜，劍鋒已削向那漢子右頸。那中年漢子……

記住這個感覺沒？我們再看某本Linux圖書的開頭：

對於操作繫統而言，穩定且可靠地運行是最重要的。現行技術方案是將用戶進程與用戶進程之間、用戶進程與操作繫統之間進行分離，操作繫統可以管理用戶進程，但是用戶進程之間不能相互干預……

好了，不用讀下去了，這句話高瞻遠矚地從宏觀上幫我們梳理了操作繫統的體繫結構，但對於尚不了解操作繫統的人來說，可能完全不知道這句話在說什麼。

雖然說思想很重要，但在沒有任何細節做積累時強行進行思想的撥高，是撥不上去的，還不如一直保持一張白紙的狀態。

反觀《天龍八部》的開頭，連人物的名字都沒有，更別說梳理整個體繫結構了，上來直接一個精彩鏡頭，讓你迅速進入故事情節。可是讀完整部小說的讀者，無一不對裡面的人物如數家珍，對大理的風光仿佛親眼看見了一般，對宋遼矛盾的激烈感同身受。

為什麼會這樣呢？因為一切的愛恨情仇，都是讀者通過一個個人物和事件的刻畫感悟出來的。隻有自己感悟出來的知識和靠自己總結出來的結論，纔真正屬於自己。而那些一上來就試圖把整個脈絡梳理清楚的嘗試，對於新手來說可能徒勞無功，即便是死記硬背記住了，也終究不是屬於自己的知識，無法感同身受。

我在學習操作繫統的過程中，就有這樣的感覺。

我曾一次次試圖從較高的視角來看操作繫統的知識體繫，從宏觀層面跟著大部頭圖書梳理操作繫統的整體邏輯，但無一例外地以失敗告終。而當我放下包袱，用讀一本小說的心態去閱讀 Linux源碼時，我發現，我從來沒有去想著梳理出什麼體繫，但不知道從哪一行代碼開始，整個操作繫統的體繫結構已經較為清晰地出現在我面前了，竟是那麼不知不覺。而且我也清晰地知道，這樣的體繫是怎麼一步步從第一行代碼開始，逐步建立起來的。

所以，我想把這個過程毫無保留地分享給大家，於是在 2021 年 11 月 8 日，我在我的微信公眾號“程序員閃客”上開始連載 Linux-0.11 源碼趣讀這個繫列，於 2022 年 9 月6 日發布最後一篇文章完結，共 50回。

在這個過程中，我收獲了一大批對該繫列感興趣的讀者，不斷有讀者對這個繫列提出自己的想法、改進建議、內容勘誤，甚至有不少讀者將自己的讀書筆記發給我。這些事讓我非常感動，也是我能堅持下來不斷更新並優化的動力。

後來，越來越多的讀者建議我把這個繫列整理成書，沉澱下來，我也越來越覺得這件事情非常有意義，同時也十分願意去做，於是便有了這本書。

本書特色

我將用讀一本小說的心態帶你一起閱讀 Linux-0.11 的源碼，用通俗的語言幫你克服對操作繫統源碼的恐懼。

當然，隻是用讀小說的心態，並不是將各種技術都采用擬人化的方式講解。你將按照 Linux-0.11 源碼的執行順序，像按照時間線讀一本小說一樣，本著探索與發現的心態來閱讀源碼。你會發現，原來閱讀源碼這麼有趣，可以像讀小說一樣有種“上頭”的感覺。

同時，本書在講解晦澀難懂的技術原理和細節時，配有大量生動形像且準確的圖解，會給你帶來十足的畫面感。

讀者對像

如果你是一名程序員，但是計算機底層知識相對薄弱，又一直沒有一個深入學習的突破口，那本書很適合你。

如果你是一名學生，不想僅停留在課堂中對操作繫統概念上的學習，想要深入源碼細節來加深自己的理解，那本書很適合你。

如果你是非技術領域的朋友，但是對操作繫統非常感興趣，或者想找到一個契機來較為深入地了解計算機原理，那本書也很適合你。

作為一個操作繫統開發愛好者，我看到這本書的時候是非常激動的，要是早點看到的話，那該有多好啊！本書以生動有趣的方式來對章節進行劃分，從內核的起始代碼，到運行shell執行命令，向讀者剖析了經典Linux是如何一步一步地實現的。

希望讀者可以認真品讀本書，在書中感受到學習操作繫統的樂趣，提高自己對底層繫統的理解能力，讓生活中多一份樂趣！

——胡自成，開源操作繫統BookOS作者

這本書給我的感覺就是特別清爽，它不講繁雜枯燥的理論，而是用一個個場景和相關的代碼吸引著我，讓我一步步地陷了進去，像看小說一樣，恨不得趕緊看完。

——劉欣，暢銷書《碼農翻身》《半小時漫畫計算機》作者

閱讀這本書，不禁想到了我學習和使用Linux的經歷，懷揣“體繫化”的Linux操作繫統知識，但處理一個真實問題時卻無從下手。本書則是獨闢蹊徑，以一些“線索”將內核代碼抽絲剝繭地串聯起來，從通常靜態的功能模塊劃分方式，改為針對典型過程的模塊動態協同拆解，圖文並茂。本書適合希望加快內核代碼學習、提升操作繫統內核設計、開發能力的愛好者、初中級工程師。

——楊曉峰，騰訊大數據編譯器研發團隊負責人