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，被视为现代操作系统的重要功能。

“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cpu是intel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，性能没有任何提升。

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，可以让内存管理性能得到极大的提升。

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号地址线进行操作，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操作系统相媲美，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的最大性能。

林鸿之前看《操作系统设计与实现》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，操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操作系统。

而linus完成的功能，就是在读取mbr之后，如何将操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：“这也叫操作系统？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！”

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《操作系统设计与实现》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操作系统的时候，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，必须得实现一些操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。