动手实现操作系统：探索保护模式与页面机制

"自己动手写操作系统 第二版" 在深入探讨如何自己动手写操作系统之前，首先需要理解操作系统的基础概念和核心功能。操作系统是计算机系统的核心软件，它管理硬件资源，提供服务给用户和应用程序，控制程序执行，以及处理输入输出等任务。这本书以《Orange'S：一个操作系统的实现》为蓝本，旨在帮助读者逐步构建自己的操作系统。 在第一章，作者通过一个十分钟就能完成的最小“操作系统”示例来开启学习之旅。这个简单的实例涉及引导扇区的编写，引导扇区是操作系统加载到内存中的起点。作者解释了代码的工作原理，并指出这只是操作系统庞大冰山的一角，展示了操作系统设计的复杂性。 第二章介绍如何设置操作系统开发环境。这包括虚拟机软件Bochs和QEMU的使用，它们可以模拟真实的硬件环境，便于在不同平台上进行开发和测试。此外，书中还讨论了在Windows和*nix（如Linux）环境下如何配置开发环境，包括必要的工具和编译器的安装。 第三章深入讲解保护模式，这是现代操作系统运行的基础。保护模式提供了更高级别的内存管理和访问控制，使得多任务和多用户成为可能。作者阐述了保护模式的运行环境、全局描述符表（GDT）、局部描述符表（LDT）以及特权级的概念，这些都是理解和实现操作系统的关键。分页机制的介绍使读者能理解如何有效地管理和分配内存。同时，书中还详细介绍了中断和异常处理机制，以及在保护模式下如何进行输入输出操作。 第四章则关注如何让操作系统从实模式过渡到保护模式，这是一个关键步骤，因为实模式下的内存管理和指令集限制很大。作者通过解析FAT12文件系统、DOS引导扇区以及创建简单的加载器，指导读者如何突破512字节的限制，将操作系统加载到内存中并开始执行。 本书通过实践的方式，逐步引导读者理解操作系统的构造和原理，适合对操作系统感兴趣的程序员或计算机科学学生阅读。通过这样的学习，不仅可以掌握操作系统的基础知识，还能锻炼实际的编程和系统设计能力。