磁盘及分区理论 温彻斯特硬盘 今天我们所使用的机械硬盘实质上都是温彻斯特硬盘，最早是在 1973 年由 IBM 研制的一种新型硬盘 IBM 3340。它使用了一种了不起的技术：磁头不与盘片接触，只有不予接触才可能有着更高的转速而且磁盘才不易损坏。至于这个名字的来历，是因为 IBM3340 拥有两个 30MB de 存储单元，而当时一种很有名的 “温彻斯特来福枪” 的口径和装药也恰好包含了两个数字 “30”；于是这种硬盘的内部代号就被定为 “温彻斯特”。 我们来看看这种硬盘的结构图： 盘片盘面磁头 上图中光盘状的东西就是盘面，有两个面叫做盘面，上面分布着磁性介质。每个盘面都有个磁头，用来读写盘...

锁LOCK锁 锁，大家应该很熟悉了，用来避免竞争，实现同步。本文以 为例来讲解锁本身是怎么实现的，废话不多说先来看一些需要了解的概念： 一些概念 公共资源：顾名思义就是被多个任务共享的资源，可以是公共内存，也可以是公共文件等等 临界区： 要访问使用公共资源，肯定得通过一些代码指令去访问，这些代码指令就是临界区 并发：单个 CPU 上交替处理多个任务，宏观上看就像是同时进行的一样，但微观上看任意时刻还是只有一个任务在进行。 并行：多个处理器同时处理多个任务，能够做到真正意义上的多个任务同时进行。 互斥：也称为排他，任何时候公共资源只允许最多一个任务独享，不允许多个任务同时执行临界区的代码访问公...

系统调用 系统调用就是调用操作系统提供的一系列内核功能函数，因为内核总是对用户程序持不信任的态度，一些核心功能不能直接交由用户程序来实现执行。用户程序只能发出请求，然后内核调用相应的内核函数来帮着处理，将结果返回给应用程序。如此才能保证系统的稳定和安全。本节采用 的实例来讲解系统调用具体是如何实现的。 理论部分 系统调用是给用户态下的程序使用的，但是用户程序并不直接使用系统调用，而是系统调用在用户态下的接口。这个用户接口就是操作系统提供的系统调用 ，一般遵循 标准。 的系统调用是用 INT n 指令实现的，INT n 的作用就是触发一个 号中断，中断的过程应该很熟悉了吧，不熟悉的可以看...

中断代码部分 本文来说码，看看中断到底是个啥样，同前面启动先来看看总图： 公众号后台回复 可获取原图，另外我说明一下我画的流程图啊，的确是不标准的，有很多环了，我有试过只画一根线比如说 出去一根线后，按理说不会回到 而是直接指向原任务那个块。但是因为整个流程图的元素太多，这样画很难看很难看，所以我没采用。虽然如上图那么画不是那么准确，但是意思表达应该还是很明确的，而且相对来说好看些。诸位有什么好的建议还请指出，谢谢。不多说废话了，来看 的中断机制 环境准备(APIC部分) 中断机制要正确运行，得有个正确的环境，这一部分就来说说中断需要哪些，这也是启动的一部分。 IOAPIC 初始化 ...

中断理论部分 中断是硬件和软件交互的一种机制，可以说整个操作系统，整个架构都是由中断来驱动的。中断的机制分为两种，中断和异常，中断通常为 设备触发的异步事件，而异常是 执行指令时发生的同步事件。本文主要来说明 外设触发的中断，总的来说一个中断的起末会经历设备，中断控制器，& 三个阶段：设备产生中断，中断控制器接收和发送中断，& 来实际处理中断。 本文来捋一捋中断需要知道的一些理论知识，主要也是从这三个阶段来说，实际两个阶段，其中第一个阶段设备如何产生信号不讲，超过了操作系统的范围，也超过了我的能力范围。不过在讲解各个硬件比如说磁盘，串口时会涉及到一些这些硬件何时会触发中断...

内存管理部分 内存管理这部分我没有集中在一起叙述，本节只是讲述物理内存如何组织管理，页表的内核部分如何创建的，与地址转换的在启动理论那一块儿说了，虚拟地址空间的用户部分在进程那儿叙述，堆内存管理也在进程那一块儿讲述。废话不多说来看本节内容： 我之前看了另外一个小型操作系统，我觉得那里面对内存管理层次抽象分的很清楚，每个操作系统都有相通性，这里拿出来说说： 物理内存管理，主要就是物理页的分配与回收 虚拟内存管理，主要就是虚拟页的分配与回收 物理内存与虚拟内存建立映射，那就是页表了 xv6 因其功能少，物理内存与虚拟内存的特殊关系，虚拟内存管理这一块很弱，可能水平还是不够，我想了半天都没能把这...

启动代码部分 本文来说码，实打实地来看看计算机到底是如何启动的，先来看看 启动的整体流程图，好有个大概认识： 不要被这么一大坨吓到， 的启动过程算简单的，在启动方面做了很多简化，应该说整个操作系统都做了简化，不然整体也就不会才几千行代码。因为做了一些简化，可能过程不像前面理论一样那么分明，但也是类似相通的。另外关于内核对各部分初始化操作不讲，这留待后面一部分一部分慢慢讲述，在这里看看图有个了解就好。 虽说 的启动过程相对简单，但也是有些复杂的，弯弯绕绕有些多，看代码和看下面文章时可以对照着这张图，免得走掉。 && 启动时强制设置 ，这是 程序入口点，入口点是一跳转指...

启动理论部分 本节来说说捋清启动需要知道的一些东西，因知识点的确很多，涉及了各个方面，我就不像其他章节一样各个部分前后有比较紧密的联系，而是直接以干货的形式罗列出来，这样或许更清晰些，不多说了来看 内存低 1M 布局图 对于这个图要有个简单了解，一般来说 0~640KB 这部分叫做基本内存。其中这几个部分后面会用到需要重点关注下： 处的 BIOS 程序入口地址 用于文本模式的显示适配器 作为 EBDA(扩展 BIOS 数据区)，这里可能存在 Floating Pointer Structure，它会指向 MP Configuration Table，这个表里面有我们需要的处理器信息，...