陈老师Linux内核内存寻址导学

《Linux内核分析与应用》第二章 : 内存寻址

从零打造自己的操作系统可能么？

学东西要追根溯源，因为树叶的东西太过繁多，而且不小心会被树叶带走。计算机的鼻祖到底是谁？图灵还是冯诺依曼，他们都是大神，但是，且慢，仔细考查一下，思维的源头在哪里？原来，图灵只是做了一个思维实验，整出一个图灵机来，图灵机真的是一台机器么，别被字面的意思所欺骗，其实，图灵机只是一种通用自动机器模型。它的理念是，“有一个二端无限沿伸的纸带作为存储装置，输入，输出和状态转移函数是一个机器的三要素，这三要素组合并变形可成为一切机器的原型，可解决一切图灵机能解决的问题”。

图灵机听起来是纸上谈兵，但它却是当代冯.诺依曼计算机体系的理论鼻祖。它带来的“数据连续存储和选择读取思想”是目前我们使用的几乎所有机器运行背后的灵魂。计算机体系结构中的核心问题之一就是如何有效地进行内存寻址，因为所有运算的前提都是先要从内存中取得数据，所以内存寻址技术从某种程度上代表了计算机技术。按照面向对象的思想，如果说图灵机是一个类的话，那么冯.诺依曼的计算机体系则是一个对象, 这就把我们从思维的捆绑中解放出来，也就是，你可以造出自己的计算机，请看《我的世界》里从零打造一台计算机有多难？复旦本科生大神花费了一年心血

第二章

那么，为什么第二章要讲内存寻址?你能不能从零打造一个自己的操作系统?这一章讲的段机制和分页机制到底与写一个操作系统有什么关系？

本来分段和分页是内存管理相关的内容，但是，当你想写一个操作系统时，必须考虑操作系统的启动，如果是在x86的体系架构下来开发，那么段机制，页机制，你绕不过去，怎么办？

欲穷千里目，更上一层楼

---

• 第一讲　内存寻址概述，让你追根溯源到4位机，然后一步一步演变到32位，乃至64位，回顾历史不仅仅是为了展望未来，更看出技术的演变是被需求所推动，这其中，要有所悟，而不仅仅看到的是数字的变化和阶段的演变。从实模式到保护模式，这中间的跨度这么大，设计人员是颇费心思的，也需要自己去领悟。
• 第二讲　段机制，同样要追根溯源，为什么要引入段机制？这就要从程序的编译、链接和装载说起（详细内容请参考程序员的自我修养），如果没有时间看，可以看浅墨写的编译链接那点事<上>和编译链接哪些事<下>

如果想对保护模式有较为详细的了解，请看浅墨写的四篇系列文章:

• 保护模式汇编系列之一 - 初探保护模式

• 保护模式汇编系列之二 - 中断和异常处理

• 保护模式汇编系列之三 - 段页式内存管理（一）

• 保护模式汇编系列之四 - 段页式内存管理（二）

有了这些基础后，是否就可以着手操作系统的打造了?

是 的　！

更详细的文档，参见：

• x86架构操作系统内核的实现

老师寄语

实现一个操作系统可不是一朝一夕的，如果你觉得自己的实力还不够，那就先不着急，把这些文档保存起来，慢慢消化。如果你想马上动手，那么，先行动起来，毕竟，心动不如行动。　　 －－陈老师

更多学习资源

Linux内核之旅网站

Linux内核之旅微信公众号