超脑黑客 作者:疯狂小强

    第209章 LINUX第一版

    LINUS发过来的源码包，总共大概12000行代码，他编写这些代码总共花费了十天左右的时间，要是算上之前为此而准备的时间，则至少还要加上一个月。而林鸿将这些代码阅读完毕，却只花了大概三个小时就看完了。

    林鸿发现，里面很多地方都借鉴了MINIX的写法，毕竟之前LINUS一直都在研究MINIX，从上面借鉴了不少特点和功能。例如，文件系统的结构。

    MINIX的文件系统是模仿UNIX来写的，只有将文件系统实现了，才有可能对磁盘进行读写，可以说文件系统就是对磁盘的管理程序。虽然现在的LINUX并没有涉及到磁盘的读写功能，但是这个一部分LINUS还是将其实现了出来。

    按照编程的惯例，通常第一个程序都是实现“HELLO,WOLRD”，LINUS也曾经在显示器上打印过这个语句，但是他发给林鸿的这个版本的功能，已经不仅仅是这么简单了。

    他在这个版本中实现了两个重要的功能，即保护模式和多进程。

    这两个特点是DOS系统所不具备的，被视为现代艹作系统的重要功能。

    “保护模式”是针对内存的一个说法。

    INTEL公司在1978年发布了一个16位的CPU，即8086，这个TEL历史上一个重要的里程碑，是奠定了INTEL在PC领域芯片的最最要的产品之一。

    8086CPU总有20根地址线，可以最大寻址2的16次方，也就是1MB的地址空间。

    这就是基于8086CPU的计算机所能支持的最大内存地址，这个模式被称为“实模式”。DOS系统就是工作在这个模式下。

    实模式只支持最多1MB的内存，就林鸿想要升级自己正在使用的这台康柏计算机，在内存条上再加一条1MB的内存，DOS系统也识别不出来，根本无济于事，姓能没有任何提升。

    这是16位CPU的硬件结构所决定的，在当时1MB内存已经相当不错，所有应用程序都足够使用。

    不过，在电子领域，存在着“摩尔定律”，集成电路不断迅速发展，很快8086CPU就无法满足要求了。

    于是INTEL便在1985年推出了8086的升级版本80386。

    这一次，寄存器的位数被翻了一倍，从16位升级到32位。

    80386CPU增加了不少优点，不但寻址空间大大，而且还引入了多任务处理和保护模式的概念。

    保护模式下，对内存的管理已经不再是以前的分段式结构，而是变成了分页机制，这种机制有非常大的优点，可以让内存管理姓能得到极大的提升。

    但是，在计算机领域，有一种“向前兼容”的规则，也就是说，80386必须兼容8086CPU的机制，以前在那个上面能运行的程序，在升级后的CPU上也能运行。

    所以在默认情况下，这个“保护模式”是没有被打开来的，使用的还是“实模式”。

    而要想打开“保护模式”，则需要用代码对第20号地址线进行艹作，将其“唤醒”，它就是进入保护模式的守门人，必须通过它的同意才行。

    说起来简单，但是整个过程具体实现起来却是相当复杂的。

    这也是LINUS为什么花了这么长时间才最终将V0.00版编写完毕的原因。

    他们想让LINUX跟上时代的发展，让LINUX未来的功能能够和现在的这些最新艹作系统相媲美，进入保护模式是必不可少的，因为只有进入了保护模式才能最大程度地发挥出80386CPU的最大姓能。

    林鸿之前看《艹作系统设计与实现》的时候，在这部分看得非常迷糊，专门还去查了不少资料，可是心中还是对这种机制有些想不通，为什么要这样设计。

    但是，今天他看到了LINUS的实现代码之后，顿时有一种突然顿悟的感觉。

    与平时编程的时候，不用去关心硬件底层结构不同，艹作系统的底层代码却是和硬件紧密相连。最初的那BOOT和LOADER程序，都必须用汇编才能胜任，精确到CPU的某一个寄存器，也精确到磁盘的某一个扇区。

    要想理解这些代码，必须对CPU和磁盘的硬件结构了解得非常清楚。例如CPU有多少引脚，里面有多少个寄存器，每一个寄存器的作用又是什么。

    好在这些技术参数，INTEL有着非常详细地技术文档。这么小小的一块芯片，涉及到的技术资料却是几本厚厚的大部头书籍。

    林鸿不得不感叹，这小小的芯片之中，承载的却是人类文明中最先进的知识结晶，将人类的智慧发挥到了极处，每一个引脚，没一个寄存器都是经过了千百次不断试验之后才最终定下来的。

    林鸿按照LINUS在里面写的说明文档，将开发环境配置好，然后在MINIX平台下对这份代码进行了编译。

    修复了几个细小的BUG之后，他最终将LINUX的镜像文件给编译出来了。

    他只有一台计算机，所以最终只好将这个LINUX安装在了本机上。

    当然，他使用的又是多系统安装方式，其他两个系统并没有受到影响。

    重启之后，他选择了“LINUX_V0.00”菜单，然后回车。

    显示器上顿时闪现一连串的字符，不断向上刷动。

    此刻，林鸿已经对计算机启动的详细过程有了非常深刻的认识，不再像以前那样，根本不知道计算机到底在做什么。

    当电源开关被按下的时候，机器就开始通电，主板的控制芯片于是向CPU发送一个重置信号，将CPU恢复到最初始的状态，当芯片组检测到CPU上的供电稳定的时候，CPU就会开始工作。

    它要做的第一件事就是从内存中的0XFFFF0地址处读取指令运行。

    而这个地址中，通常会有一个跳转指令，跳转到BIOS的自检系统处，这个时候便开始了自检过程。BIOS是主板厂商早就刷在了固件里面的一个系统，目的就是对硬件进行管理。

    自检的目的，是为了检测计算机各部分硬件是否正常，如果缺少或者有损坏的硬件，则启动就会立刻被挂起。

    只有所有硬件检测都被通过之后，才会最终跳转到第一个扇区，读取MBR，开始执行安装在磁盘上的艹作系统。

    而LINUS完成的功能，就是在读取MBR之后，如何将艹作系统加载到内存里面进行执行。

    这个过程很快，字符不断向上刷新，硬件检测很快结束，接着显示屏一闪，顿时最顶部便出现了“AAAAAABBBB……”这样的字符。

    看着显示器上不断出现的AB字符，林鸿知道，这一次启动过程已经完毕，他已经看到了LINUS所编写的功能。

    要是其他不懂技术的人看到这种情况，必定会对此嗤笑一声，道：“这也叫艹作系统？开玩笑吧！”

    实际上，当初LINUS将这个版本编写出来之后，就兴奋地叫来他的妹妹萨拉来观看，这毕竟是他花费了极大的心思而编写出来的作品，努力了这么久，终于成功了，自然想和其他人分享一下自己的喜悦。

    可是抱着泰迪熊的萨拉盯着显示屏看了大约五秒之后，说了一声“很好”，便面无表情地回到房间内和她的闺蜜煲电话粥去了。

    LINUS为此愣了半天，良久才反应过来，自己和不懂技术的人是完全没有共同语言的。他竟然奢望自己的妹妹能够看懂自己所做的努力和成果，这简直太天真了。

    在对方眼中，这就是简单的显示了几个字符，完全没有什么特别之处，也完全不知道做这么一个功能到底有什么意义。

    不过，林鸿对此却是知道，显示屏上不断交替显示的AB字符，是由两个进程打印在屏幕上的，也就是说，LINUS在这个V0.00版中，不但实现了保护模式，也将多任务管理的原型给做出来了。

    “厉害！”

    “很棒！”

    “NICEJOB!”

    这些都是林鸿对LINUS的评价。

    这部分内容，看起来虽然都能够理解，但是林鸿知道，如果让自己编写出来，要花费的时间和精力肯定比对方要多。并不是因为自己的技术不到家，而是自己在这方面的理解还不够深刻，或者说，这方面的资料太少了，仅仅凭借一本《艹作系统设计与实现》根本写不出来，还涉及到其他很多知识的积累。

    平时林鸿看待计算机，是从宏观的角度观察和使用的，可是当他看到这个最原始的艹作系统的时候，顿时有了一种在显微镜下观察的感觉。

    所有的黑匣子都没有了，他心中清楚地知道计算机下一步将要做什么，一切细节都一览无余。

    此刻已经是凌晨两点多，林鸿本来很想和LINUS沟通一下，可是对方此刻并不在线。

    于是，他心情激动之下，便开始正式开始投入到LINUX的开发之中。

    他想要做的，就是将之前LINUS一直到MINIX中的BASH，也就是外壳程序，移植到LINUX中。

    外壳程序非常重要，它可以说是所有程序之母，只有将它移植过来，才能够顺利地执行其他应用程序。

    BASH本身就是一个开源的程序，可以从互联网上免费下载，但是林鸿手中有它的源代码，还是上次LINUS邮寄给他的。

    编写这个，必须得实现一些艹作系统的系统调用命令，例如显示目录“LS”命令，进入目录“CD”命令，这些都是最基本的。

    系统调用有很多，林鸿暂时打算先将MINIX里面所支持的完成即可。其他的，以后再说。

    为了避免LINUS进行重复开发，他首先给对方发了一封EMAIL，然后便埋头开发。

    移植的过程比想象当中的要难一点，不过好在LINUX使用的文件系统和MINIX是一样的，在太阳在东方升起的时候，他已经将BASH程序移植得差不多了。

    （未完待续）

    第209章 LINUX第一版