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开篇词-为什么要学写⼀个操作系统？开篇词-为什么要学写⼀个操作系统？

你好，我是彭东，⽹名LMOS，欢迎加⼊我的专栏，跟我⼀起开启操作系统的修炼之路。

先来介绍⼀下我⾃⼰。我是Intel傲腾项⽬开发者之⼀，也是《深度探索嵌⼊式操作系统》这本书的作者。

我曾经为Intel做过内核层⾯的开发⼯作，也对Linux、BSD、SunOS等开源操作系统，还有Windows的NT

内核很熟悉。这⼗⼏年来，我⼀直专注于操作系统内核研发。

LMOS（基于x86平台⽀持多进程、多CPU、虚拟化等技术的全64位操作系统内核）跟LMOSEM（基于ARM

处理器平台的嵌⼊式操作系统内核）是我独⽴开发的两套全新的操作系统内核，它们的代码规模都达到了数

⼗万⾏，并且现在仍在更新。

当时是基于兴趣和学习的⽬的开始了这两套操作系统，在这个过程中，我遇到了各种各样的技术问题，解决

了诸多疑难杂症，总结了⼤量的开发操作系统的⽅法和经验。⾮常希望能在这个专栏与你⼀起交流。

每个⼯程师都有必要学好操作系统吗？每个⼯程师都有必要学好操作系统吗？

经常会有同学问我这样⼀些问题：我是⼀个做应⽤层开发的⼯程师，有必要学习操作系统吗？我的⽇常⼯作

中，好像⽤不到什么深奥的操作系统内核知识，⽽且⼤学时已经学过了操作系统课程，还有必要再学吗？

对于这些问题，我的答案当然是“有必要”“有必要”。⾄于理由么，请听我慢慢为你道来。

你是否也跟我⼀样，曾经在⼀个数千万⾏代码的⼤项⽬中茫然失措？⼀次次徘徊在内存为什么会泄漏、服务

进程为什么会dang掉、⽂件为什么打不开等⼀系列“基础”问题的漩涡中？

你是否惊叹于Nginx的⾼并发性？是不是感觉Golang的垃圾回收器真的很垃圾？除了这样的感叹，你也许还

好奇过这样⼀些问题：MySQL的I/O性能还能不能再提升？⽹络服务为什么会掉线？Redis中经典的Reactor

设计模式靠什么技术⽀撑？Node.js的I/O模型⻓什么模样……

如果你也追问过上⾯的这些问题，那这会⼉我也差不多可以给充满求知欲的你指⼀条“明路”了。这些都将

在后⾯的学习中，找到答案。

为什么说操作系统很重要？为什么说操作系统很重要？

⾸先我们都知道，操作系统是所有软件的基础操作系统是所有软件的基础，所有上层软件都要依赖于操作系统提供的各种机制，才能运

⾏。

⽽我在⼯作中也认识了很多技术⼤⽜，根据我的观察，他们的基本功往往⼗分扎实，这对他们的架构视野、

技术成⻓都⼗分有帮助。

如果你是后端⼯程师，在做⾼性能服务端编程的时候，内存、进程、线程、I/O相关的知识就会经常⽤到。

还有，在做⼀些前端层⾯的性能调优时，操作系统相关的⼀些知识更是必不可少。

除了Web开发，做⾼性能计算超级计算机的时候，操作系统内核相关的开发能⼒也⾄关重要。其实，即使单

纯的操作系统内核相关的开发能⼒，对于⼯程师来说也是绕不过的基本功。

对于运维、测试同学，你要维护和测试的任何产品，其实是基于操作系统的。⽐如给服务配置多⼤的内存、

多⼤的缓存空间？怎样根据操作系统给出的信息，判断服务器的问题出现在哪⾥。随着你对操作系统的深⼊

理解和掌握，你才能透过现象看本质，排查监控思路也会更开阔。

除了⼯作，操作系统离我们的⽣活也并不遥远，甚⾄可以说是息息相关。要知道，操作系统其实不仅仅局限

于⼿机和电脑，你的智能⼿表、机顶盒、路由器，甚⾄各种家电中都运⾏着各种各样的操作系统。

可以说，操作系统作为计算机的灵魂，眼前的⼯作、⽇常的⽣活，甚⾄这个⾏业未来的“诗与远⽅”都离不

开它。

操作系统很难，我能学得会么？操作系统很难，我能学得会么？

但即使是⼤学时期就学过操作系统的同学，也可能会感觉学得云⾥雾⾥。更别说⾮科班的⼀些⼈，难度更

甚，甚⾄⾼不可攀。那为什么我这么有信⼼，给你讲好操作系统这⻔课呢？这还要从我⾃⼰的学习经历说

起。

跟许多⼈⼀样，我看的第⼀本C教程就是那本“⽼谭C”。看了之后，除了能写出那个家喻⼾晓的“hello

world”程序，其它什么也⼲不了。接着我⼜开始折腾C++、Java，结果如出⼀辙，还是只能写个“hello

world”程序。

还好我有互联⽹，它让我发现了数据结构与算法，经过⼀番学习，后来我总算可以写⼀些⼩功能的软件了，

但或许那根本就称不上功能。既然如此，我就继续折腾，继续学习微机原理、汇编语⾔这些内容。

最后我终于发现，操作系统才是我最想写的软件。操作系统才是我最想写的软件。我像着了魔⼀样，⼀切操作系统、硬件层相关的书籍都找

来看。

有了这么多的“输⼊”，我就想啊，既然是写操作系统，为什么不能把这些想法⽤代码实现出来，放在真正为什么不能把这些想法⽤代码实现出来，放在真正

的计算机上验证⼀下呢？的计算机上验证⼀下呢？

LMOS的雏形⾄此诞⽣。从第⼀⾏引导代码开始，⼀次⼜⼀次代码重构，⼀次⼜⼀次地⾯对莫名的死机⽽绝

望，倒逼我不断改进，最终才有了现在的LMOS。因为⼀个⼈从零开始，独⽴开发操作系统这种⾏为有点疯

狂，我索性就⽤LMOS（liberty，madness，operating，system）来命名了我的操作系统。

经过我这⼏年的独⽴开发，现在LMOS已经发布了8个测试版本8个测试版本。先后从32位单CPU架构发展到64位多CPU

架构，现在的LMOS已经是多进程、多线程、多CPU、⽀持虚拟内存的x86_64体系下的全64位操作系统内

核，代码量已经有10万多⾏了10万多⾏了。

后来，我⼜没忍住⾃⼰的好奇⼼，写了个嵌⼊式操作系统⸺LMOSEM。由于有了先前的功底，加上ARM体

系很简单，所以我再学习和实现嵌⼊式操作系统时，就感觉驾轻就熟了。

经过跋⼭涉⽔，我再回头来看，很容易就发现了为什么操作系统很难学。

操作系统需要你有⼤量的知识储备，但是现在⼤多的课程、学习资料，往往都是根据⽬前已有的⼀些操作系

统，做局部解读。所以，我们学的时候，前后的知识是⽆法串联在⼀起的。结果就会越看越迷惑，不去查

吧，看不懂，再去搜索⼜加重了学习负担，最后只能遗憾放弃。

那怎样学习操作系统才是最⾼效的呢？理论基础是要补充的，但相对来说，实践更为重要。我认为，千⾥之

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