前言
本書針對的讀者，是作業系統基礎知識薄弱，但又想把作業系統弄清楚、喜歡追根究底的技術人，在此向你們致敬，本書用詼諧幽默的語言，把深奧的作業系統儘量說明清楚，讓讀者在輕鬆閱讀中學通深奧的知識。
多數學習作業系統的讀者都會有這樣的感受：
(1) 「 太難了，對於作業系統這個龐然大物我簡直無從下手」；
(2) 「 很後悔選了這門課（大學一些科系中作業系統是選修課），甚至不想學習電腦了」；
(3) 「 上課完全聽不懂，我都不想繼續聽下去了」；
(4) 「 即使實驗做出來了，由於只是完成了局部功能，我依然不明白作業系統是怎樣執行起來的，甚至不知道自己在做什麼」。
以上的感受我都有過，坦白說，這門課並不是很難，但想完全明白這門課真不容易。我是個喜歡追根究底的人，為了弄清楚這背後的真相，我花大量時間學習課程之外的內容，甚至付出慘痛的代價-- 大學中第一次考試不及格，作業系統這門課我是第二次才考過的。這確實很「諷刺」-- 作業系統不及格的人在寫作業系統書籍！但轉念一想，考試過了的同學並不代表能夠寫出作業系統，因為考卷上並不是在考如何寫一個作業系統。和技術能力相比，考試成績並不重要。
想像一下，如果是愛因斯坦那樣的天才為我們講解物理知識，我們會覺得物理更容易了解嗎？一定是不會的，因為在愛因斯坦眼中比較容易的內容也許對我們來說非常深奧，他用B 解釋A 的時候也許會讓我們更迷惑，因為B 我們也不懂，這就是基礎的問題了。幸運的是閱讀本書時讀者只要有C 語言和部分組合語言的基礎即可，相關的其他方面知識我都會詳細介紹，並以更容易的方式去解釋技術難點，讀者不必擔心看不懂本書。
回憶一下學車的經歷：教練讓學員先踩離合器再入檔，然後再踩油門，車子就開動啦。如果學員總是學不會這些，有可能是學員根本不知道什麼是離合器，或不知道離合器的作用是什麼。即使把這些操作背下來，也會對駕車感到心有餘而力不足，可見，只有了解背後的原理，才會知道自己在做什麼，駕車才變得遊刃有餘。
以上情況對我們學習作業系統來說也同樣存在，例如當老師介紹中斷發生時的上下文保護時，我們更多的疑問不是如何儲存CPU 的上下文資料，而是想知道為什麼在不同的特權等級下會使用不同的堆疊，這背後的原理是什麼，並且這是如何做到的。
諸如這種的疑問需要了解硬體原生支援的執行機制，因為很多操作都是硬體自動完成的，例如處理器進入0 特權等級時，會自動在工作狀態段TSS 中獲得0 特權等級的堆疊位址，這不需要人工干涉，完全由處理器維護。我們想知道的是，硬體在背後自動完成了哪些工作，這樣才便於我們了解作業系統的全貌。
作業系統受制於硬體的支援，它的能力取決於硬體的能力，因此，要想全面了解作業系統，不僅需要了解上層軟體的演算法、原理、實現，還要了解很多硬體底層的內容。和硬體相關的知識是在微機介面電路中說明的，而絕大多數讀者在學習這門課時，根本不知道它有何用，只有學習作業系統課程時才用到它，因此，本書內容兼顧相關的硬體知識。
除硬體外，本書還把作業系統中的理論付諸於實作，讓讀者真正學到包含在作業系統中的實實在在的技術，例如在程式中實現了著名的生產者消費者問題，還有處理程序、線性、阻塞、號誌、鎖、檔案系統、目錄、shell、管線等。各個章節的程式都可獨立執行，方便偵錯，本書更讓讀者有成就感的是，我們最後完成的作業系統總共程式量只有幾千行左右，相當大地減少了作業系統原始程式閱讀的工作量。
作業系統還是比較龐大的，因此，大部分介紹作業系統原理的書中，對各個部分都是分拆出來介紹的，這導致我們學習作業系統時猶如瞎子摸象、管中窺豹。本書內容不再局部學習，而是把所有局部還原成一個整體，做出一個真正的作業系統。
為了讓讀者不再懼怕作業系統，同時也為了完成我自己的心願，我辭職專心進行本書的撰寫，在此期間也曾拒絕了多份回報豐厚的工作，現在想想真是瘋狂??苦了我的父母和女朋友，在這裡跟你們說聲抱歉，你們「縱容」我的偏執，真心不容易，辛苦啦，我愛你們！
感謝我在北京大學就讀期間的Linux 核心課程老師（同時也是我的所究所學生導師）荊琦教授和作業系統課程老師陳向群教授，很榮幸能夠成為您們的學生，時至今日我常常回想起課堂上您們言傳身教並為我解答問題的身影，您們淵博的知識和教學上嚴謹的態度深深影響了我，僅以此書向我這兩位恩師致謝。
感謝父母給予我的了解和寬容，以後我一定加倍努力回報您們的養育之恩！
最後，感謝女朋友給予我的陪伴和照顧，在寫此書的過程中我深深體會到：愛並不僅表現在相信對方一定能成功，更多是表現在支援對方去做想做的事，即使失敗了也不會嫌棄。儘管在這漫長枯燥的19 個月當中，如果沒有妳的「嘮嘮叨叨」本書早就寫完了，但剛好是這種「嘮嘮叨叨」下的不離不棄讓我相信這世上還有真愛。
本書讀者交流QQ 群為：148177180。
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作者
於北京大學圖書館
