30天自制操作系统（附光盘1张） 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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编辑推荐

　　

　　只需30天
　　从零开始编写一个五脏俱全的图形操作系统
　　39.1KB迷你系统
　　实现多任务、汉字显示、文件压缩，还能听歌看图玩游戏
　　日本编程天才
　　揭开CPU、内存、磁盘以及操作系统底层工作模式的神秘面纱

内容简介

　　《30天自制操作系统》是一本兼具趣味性、实用性与学习性的操作系统图书。作者从计算机的构造、汇编语言、C语言开始解说，让读者在实践中掌握算法。在这本书的指导下，从零编写所有代码，30天后就可以制作出一个具有窗口系统的32位多任务操作系。
　　《30天自制操作系统》适合操作系统爱好者和程序设计人员阅读。

作者简介

　　川合秀实（Hidemi Kawai），生于1975年，是一位以“轻量化”编程思想见长的“非主流”开发者。2000年因自行开发的OSASK项目而名声大噪。OSASK是一个开源的32位微型操作系统，它并非以Linux等内核为基础，而是完全从零开始开发，在一张软盘的容量下实现了GUI、多任务、多语言等高级特性，启动时间只需1秒。本书的内容可以看成是作者以OSASK为蓝本，教会读者从零开始开发一个操作系统，同时可以让初学者在编写操作系统的过程中，了解操作系统背后更多的知识。

目录

第0天 着手开发之前
1 前言
2 何谓操作系统
3 开发操作系统的各种方法
4 无知则无畏
5 如何开发操作系统
6 操作系统开发中的困难
7 学习本书时的注意事项（重要！）
8 各章内容摘要

第1天 从计算机结构到汇编程序入门
1 先动手操作
2 究竟做了些什么
3 初次体验汇编程序
4 加工润色

第2天 汇编语言学习与Makefile入门
1 介绍文本编辑器
2 继续开发
3 先制作启动区
4 Makefile入门

第3天 进入32位模式并导入C语言
1 制作真正的IPL
2 试错
3 读到18扇区
4 读入10个柱面
5 着手开发操作系统
6 从启动区执行操作系统
7 确认操作系统的执行情况
8 32位模式前期准备
9 开始导入C语言
10 实现HLT（harib00j）

第4天 C语言与画面显示的练习
1 用C语言实现内存写入（harib01a）
2 条纹图案（harib01b）
3 挑战指针（harib01c）
4 指针的应用（1）（harib01d）
5 指针的应用（2）（harib01e）
6 色号设定（harib01f）
7 绘制矩形（harib01g）
8 今天的成果（harib01h）

第5天 结构体、文字显示与GDT/IDT初始化
1 接收启动信息（harib02a）
2 试用结构体（harib02b）
3 试用箭头记号（harib02c）
4 显示字符（harib02d）
5 增加字体（harib02e）
6 显示字符串（harib02f）
7 显示变量值（harib02g）
8 显示鼠标指针（harib02h）
9 GDT与IDT的初始化（harib02i）

第6天 分割编译与中断处理
1 分割源文件（harib03a）
2 整理Makefile（harib03b）
3 整理头文件（harib03c）
4 意犹未尽
5 初始化PIC（harib03d）
6 中断处理程序的制作（harib03e）

第7天 FIFO与鼠标控制
1 获取按键编码（hiarib04a）
2 加快中断处理（hiarib04b）
3 制作FIFO缓冲区（hiarib04c）
4 改善FIFO缓冲区（hiarib04d）
5 整理FIFO缓冲区（hiarib04e）
6 总算讲到鼠标了（harib04f）
7 从鼠标接受数据（harib04g）

第8天 鼠标控制与32位模式切换
1 鼠标解读（1）（harib05a）
2 稍事整理（harib05b）
3 鼠标解读（2）（harib05c）
4 移动鼠标指针（harib05d）
5 通往32位模式之路

第9天 内存管理
1 整理源文件（harib06a）
2 内存容量检查（1）（harib06b）
3 内存容量检查（2）（harib06c）
4 挑战内存管理（harib06d）

第10天 叠加处理
1 内存管理（续）（harib07a）
2 叠加处理（harib07b）
3 提高叠加处理速度（1）（harib07c）
4 提高叠加处理速度（2）（harib07d）

第11天 制作窗口
1 鼠标显示问题（harib08a）
2 实现画面外的支持（harib08b）
3 shtctl的指定省略（harib08c）
4 显示窗口（harib08d）
5 小实验（harib08e）
6 高速计数器（harib08f）
7 消除闪烁（1）（harib08g）
8 消除闪烁（2）（harib08h）

第12天 定时器（1）
1 使用定时器（harib09a）
2 计量时间（harib09b）
3 超时功能（harib09c）
4 设定多个定时器（harib09d）
5 加快中断处理（1）（harib09e）
6 加快中断处理（2）（harib09f）
7 加快中断处理（3）（harib09g）

第13天 定时器（2）
1 简化字符串显示（harib10a）
2 重新调整FIFO缓冲区（1）（harib10b）
3 测试性能（harib10c～harib10f）
4 重新调整FIFO缓冲区（2）（harib10g）
5 加快中断处理（4）（harib10h）
6 使用“哨兵”简化程序（harib10i）

第14天 高分辨率及键盘输入
1 继续测试性能（harib11a～harib11c）
2 提高分辨率（1）（harib11d）
3 提高分辨率（2）（harib11e）
4 键盘输入（1）（harib11f）
5 键盘输入（2）（harib11g）
6 追记内容（1）（harib11h）
7 追记内容（2）（harib11i）

第15天 多任务（1）
1 挑战任务切换（harib12a）
2 任务切换进阶（harib12b）
3 做个简单的多任务（1）（harib12c）
4 做个简单的多任务（2）（harib12d）
5 提高运行速度（harib12e）
6 测试运行速度（harib12f）
7 多任务进阶（harib12g）

第16天 多任务（2）
1 任务管理自动化（harib13a）
2 让任务休眠（harib13b）
3 增加窗口数量（harib13c）
4 设定任务优先级（1）（harib13d）
5 设定任务优先级（2）（harib13e）

第17天 命令行窗口
1 闲置任务（harib14a）
2 创建命令行窗口（harib14b）
3 切换输入窗口（harib14c）
4 实现字符输入（harib14d）
5 符号的输入（harib14e）
6 大写字母与小写字母（harib14f）
7 对各种锁定键的支持（harib14g）

第18天 dir命令
1 控制光标闪烁（1）（harib15a）
2 控制光标闪烁（2）（harib15b）
3 对回车键的支持（harib15c）
4 对窗口滚动的支持（harib15d）
5 mem命令（harib15e）
6 cls命令（harib15f）
7 dir命令（harib15g）

第19天 应用程序
1 type命令（harib16a）
2 type命令改良（harib16b）
3 对FAT的支持（harib16c）
4 代码整理（harib16d）
5 第一个应用程序（harib16e）

第20天 API
1 程序整理（harib17a）
2 显示单个字符的API（1）（harib17b）
3 显示单个字符的API（2）（harib17c）
4 结束应用程序（harib17d）
5 不随操作系统版本而改变的API（harib17e）
6 为应用程序自由命名（harib17f）
7 当心寄存器（harib17g）
8 用API显示字符串（harib17h）

第21天 保护操作系统
1 攻克难题——字符串显示API（harib18a）
2 用C语言编写应用程序（harib18b）
3 保护操作系统（1）（harib18c）
4 保护操作系统（2）（harib18d）
5 对异常的支持（harib18e）
6 保护操作系统（3）（harib18f）
7 保护操作系统（4）（harib18g）

第22天 用C语言编写应用程序
1 保护操作系统（5）（harib19a）
2 帮助发现bug（harib19b）
3 强制结束应用程序（harib19c）
4 用C语言显示字符串（1）（harib19d）
5 用C语言显示字符串（2）（harib19e）
6 显示窗口（harib19f）
7 在窗口中描绘字符和方块（harib19g）

第23天 图形处理相关
1 编写malloc（harib20a）
2 画点（harib20b）
3 刷新窗口（harib20c）
4 画直线（harib20d）
5 关闭窗口（harib20e）
6 键盘输入API（harib20f）
7 用键盘输入来消遣一下（harib20g）
8 强制结束并关闭窗口（harib20h）

第24天 窗口操作
1 窗口切换（1）（harib21a）
2 窗口切换（2）（harib21b）
3 移动窗口（harib21c）
4 用鼠标关闭窗口（harib21d）
5 将输入切换到应用程序窗口（harib21e）
6 用鼠标切换输入窗口（harib21f）
7 定时器API（harib21g）
8 取消定时器（harib21h）

第25天 增加命令行窗口
1 蜂鸣器发声（harib22a）
2 增加更多的颜色（1）（harib22b）
3 增加更多的颜色（2）（harib22c）
4 窗口初始位置（harib22d）
5 增加命令行窗口（1）（harib22e）
6 增加命令行窗口（2）（harib22f）
7 增加命令行窗口（3）（harib22g）
8 增加命令行窗口（4）（harib22h）
9 变得更像真正的操作系统（1）（harib22i）
10 变得更像真正的操作系统（2）（harib22j）

第26天 为窗口移动提速
1 提高窗口移动速度（1）（harib23a）
2 提高窗口移动速度（2）（harib23b）
3 提高窗口移动速度（3）（harib23c）
4 提高窗口移动速度（4）（harib23d）
5 启动时只打开一个命令行窗口（harib23e）
6 增加更多的命令行窗口（harib23f）
7 关闭命令行窗口（1）（harib23g）
8 关闭命令行窗口（2）（harib23h）
9 start命令（harib23i）
10 ncst命令（harib23j）

第27天 LDT与库
1 先来修复bug（harib24a）
2 应用程序运行时关闭命令行窗口（harib24b）
3 保护应用程序（1）（harib24c）
4 保护应用程序（2）（harib24d）
5 优化应用程序的大小（harib24e）
6 库（harib24f）
7 整理make环境（harib24g）

第28天 文件操作与文字显示
1 alloca（1）（harib25a）
2 alloca（2）（harib25b）
3 文件操作API（harib25c）
4 命令行API（harib25d）
5 日文文字显示（1）（harib25e）
6 日文文字显示（2）（harib25f）
7 日文文字显示（3）（harib25g）

第29天 压缩与简单的应用程序
1 修复bug（harib26a）
2 文件压缩（harib26b）
3 标准函数
4 非矩形窗口（harib26c）
5 bball（harib26d）
6 外星人游戏（harib26e）

第30天 高级的应用程序
1 命令行计算器（harib27a）
2 文本阅览器（harib27b）
3 MML播放器（harib27c）
4 图片阅览器（harib27d）
5 IPL的改良（harib27e）
6 光盘启动（harib27f）

第31天 写在开发完成之后
1 继续开发要靠大家的努力
2 关于操作系统的大小
3 操作系统开发的诀窍
4 分享给他人使用
5 关于光盘中的软件
6 关于开源的建议
7 后记
8 毕业典礼
9 附录

精彩书摘

　　第15天
　　多任务（1）
　　挑战任务切换（harib12a）
　　任务切换进阶（harib12b）
　　做个简单的多任务（1）（harib12c）
　　做个简单的多任务（2）（harib12d）
　　提高运行速度（harib12e）
　　测试运行速度（harib12f）
　　多任务进阶（harib12g）
　　1　挑战任务切换（harib12a）
　　“话说，多任务到底是啥呢？”我们今天的内容，就从这个问题开始吧。
　　多任务，在英语中叫做“multitask”，顾名思义就是“多个任务”的意思。简单地说，在Windows等操作系统中，多个应用程序同时运行的状态（也就是同时打开好几个窗口的状态）就叫做多任务。
　　对于生活在现代社会的各位来说，这种多任务简直是理所当然的事情。比如你会一边用音乐播放软件听音乐一边写邮件，邮件写到一半忽然有点东西要查，便打开Web浏览器上网搜索。这对于大家来说这些都是家常便饭了吧。可如果没有多任务的话会怎么样呢？想写邮件的时候就必须关掉正在播放的音乐，要查东西的时候就必须先保存写到一半的邮件，然后才能打开Web浏览器……光想象一下就会觉得太不方便了。
　　然而在从前，没有多任务反倒是普遍的情形（那个时候大家不用电脑听音乐，也没有互联网）。在那个年代，电脑一次只能运行一个程序，如果要同时运行多个程序的话，就得买好几台电脑才行。
　　就在那个时候，诞生了最初的多任务操作系统，大家都觉得太了不起了。从现在开始，我们也要准备给“纸娃娃系统”添加执行多任务的能力了。连这样一个小不点儿操作系统都能够实现多任务，真是让人不由地感叹它生逢其时呀。
　　稍稍思考一下我们就会发现，多任务这个东西还真是奇妙，它究竟是怎样做到让多个程序同时运行的呢？如果我们的电脑里面装了好多个CPU的话，同时运行多个程序倒也顺理成章，但实际上就算我们只有一个CPU，照样可以实现多任务。
　　其实说穿了，这些程序根本没有在同时运行，只不过看上去好像是在同时运行一样：程序A运行一会儿，接下来程序B运行一会儿，再接下来轮到程序C，然后再回到程序A……如此反复，有点像日本忍者的“分身术”呢（笑）。
　　为了让这种分身术看上去更完美，需要让操作系统尽可能快地切换任务。如果10秒才切换一次，那就连人眼都能察觉出来了，同时运行多个程序的戏码也就穿帮了。再有，如果我们给程序C发出一个按键指令，正巧这个瞬间系统切换到了程序A的话，我们就不得不等上20秒，才能重新轮到程序C对按键指令作出反应。这实在是让人抓狂啊（哭）。
　　在一般的操作系统中，这个切换的动作每0.01～0.03秒就会进行一次。当然，切换的速度越快，让人觉得程序是在同时运行的效果也就越好。不过，CPU进行程序切换（我们称为“任务切换”）这个动作本身就需要消耗一定的时间，这个时间大约为0.0001秒左右，不同的CPU及操作系统所需的时间也有所不同。如果CPU每0.0002秒切换一次任务的话，该CPU处理能力的50%都要被任务切换本身所消耗掉。这意味着，如果同时运行2个程序，每个程序的速度就只有单独运行时的1/4，这样你会觉得开心吗？如果变成这种结果，那还不如干脆别搞多任务呢。
　　相比之下，即便是每0.001秒切换一次任务，单单在任务切换上面也要消耗CPU处理能力的10%。大概有人会想，10%也没什么大不了的吧？可如果你看看速度快10%的CPU卖多少钱，说不定就会恍然大悟，“对啊，只要优化一下任务切换间隔，就相当于一分钱也不花，便换上了比现在更快的CPU嘛……”（笑），你也就明白了浪费10%也是很不值得的。正是因为这个原因，任务切换的间隔最短也得0.01秒左右，这样一来只有1%的处理能力消耗在任务切换上，基本上就可以忽略不计了。
　　关于多任务是什么的问题，已经大致讲得差不多了，接下来我们来看看如何让CPU来处理多任务。
　　当你向CPU发出任务切换的指令时，CPU会先把寄存器中的值全部写入内存中，这样做是为了当以后切换回这个程序的时候，可以从中断的地方继续运行。接下来，为了运行下一个程序，CPU会把所有寄存器中的值从内存中读取出来（当然，这个读取的地址和刚刚写入的地址一定是不同的，不然就相当于什么都没变嘛），这样就完成了一次切换。我们前面所说的任务切换所需要的时间，正是对内存进行写入和读取操作所消耗的时间。
　　接下来我们来看看寄存器中的内容是怎样写入内存里去的。下面这个结构叫做“任务状态段”（task status segment），简称TSS。TSS有16位和32位两个版本，这里我们使用32位版。顾名思义，TSS也是内存段的一种，需要在GDT中进行定义后使用。
　　参考上面的结构定义，TSS共包含26个int成员，总计104字节（摘自CPU的技术资料），我特意把它们分成4行来写。从开头的backlink起，到cr3为止的几个成员，保存的不是寄存器的数据，而是与任务设置相关的信息，在执行任务切换的时候这些成员不会被写入（backlink除外，某些情况下是会被写入的）。后面的部分中我们会用到这里的设定，不过现在你完全可以先忽略它。
　　第2行的成员是32位寄存器，第3行是16位寄存器，应该没必要解释了吧……不对，eip好像到现在还没讲过呢。EIP的全称是"extended instruction pointer"，也就是"扩展指令指针寄存器"的意思。这里的"扩展"代表它是一个32位寄存器，也就是说其对应的16位版本叫做IP，类比一下的话，跟EAX与AX之间的关系是一样的。
　　EIP是CPU用来记录下一条需要执行的指令位于内存中哪个地址的寄存器，因此它才被称为"指令指针"。如果没有这个寄存器，记性不好的CPU就会忘记自己正在运行哪里的程序，于是程序就没办法正常运行了。每执行一条指令，EIP寄存器中的值就会自动累加，从而保证一直指向下一条指令所在的内存地 30天自制操作系统（附光盘1张） 下载 mobi epub pdf txt 电子书 格式

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不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错不错

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这书对我很有帮助。

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所有自制编译器类书都买了，这本可算是最通俗易懂，循序渐进的了

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内容和想象中不一样，最好不要买

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，，，

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书不错……挺好的

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东京大学&东京工业大学教授执笔

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