Construa seu próprio sistema operacional: instale um compilador C e ferramentas como MinGW-w64. Escreva um bootloader usando linguagem assembly para carregar o kernel. Crie o kernel em C, incluindo o interpretador de comandos. Use um Makefile para combinar o bootloader e o kernel em um arquivo “os.img”. Execute o arquivo “os.img” em uma máquina virtual ou hardware como o VirtualBox.

Crie seu próprio sistema operacional (de verdade): Programação C para iniciantes

No mundo dos computadores, sistema operacional (SO ) é um dos softwares mais importantes. É responsável por gerenciar os recursos de hardware e fornecer uma interface para os usuários interagirem com o computador. Embora seja conveniente usar um sistema operacional pronto para uso, criar o seu próprio do zero pode fornecer informações sobre o funcionamento interno do seu computador. Neste artigo, orientaremos você passo a passo na criação de seu próprio sistema operacional usando a linguagem de programação C, fornecendo informações sobre a complexidade e o poder do design do sistema operacional.

Etapa um: instalar o compilador e as ferramentas

Antes de começar, você precisará instalar um compilador C e algumas ferramentas adicionais. Para iniciantes, o MinGW-w64 é uma boa escolha, pois fornece um ambiente completo de compilação C para sistemas Windows. Você também pode encontrar alternativas para Linux e macOS.

Etapa 2: Escreva o carregador de boot

O carregador de boot é a primeira parte do sistema operacional e é responsável por carregar o kernel quando o computador é iniciado. Escreveremos um bootloader simples em linguagem assembly, pois nos permite interagir diretamente com o hardware. O código fica assim:

; 入口点
entry:
    ; 加载内核到内存
    mov eax, 0x1000
    mov ebx, 0x100000
    mov ecx, 0x10000
    rep movsb

    ; 跳转到内核入口点
    jmp 0x1000

Etapa 3: Primeira versão do kernel

Agora, vamos escrever a primeira versão do kernel. Ele conterá um interpretador de comandos simples que nos permitirá inserir comandos e interagir com o sistema. O código do kernel é assim:

#include 

int main() {
    while (1) {
        char command[256];

        // 提示用户输入命令
        printf("> ");

        // 读取命令并执行它
        scanf("%s", command);
        if (strcmp(command, "exit") == 0) {
            break;
        } else if (strcmp(command, "help") == 0) {
            printf("Available commands: exit, help\n");
        } else {
            printf("Invalid command\n");
        }
    }

    // 返回 0 以指示成功终止
    return 0;
}

Etapa Quatro: Juntando Tudo

Agora que temos o bootloader e o kernel, é hora de juntar tudo. Para fazer isso, precisamos criar um Makefile que defina o processo de construção:

bootloader: bootloader.asm
    nasm -f bin bootloader.asm

kernel: kernel.c
    gcc -ffreestanding -o kernel kernel.c

all: bootloader kernel
    dd if=bootloader of=os.img bs=512 count=1
    dd if=kernel of=os.img bs=512 seek=1

Execute o comando make para compilar e vincular o carregador de boot e o kernel e criar o arquivo de imagem do sistema operacional os .img.

Caso prático: executando seu sistema operacional

Depois de ter uma imagem do sistema operacional, você pode executá-lo usando uma máquina virtual ou hardware físico. Para executar os.img no VirtualBox:

1. Crie uma nova máquina virtual e selecione "Outro" como o tipo de sistema operacional.
2. Aloque pelo menos 512 MB de RAM.
3. Anexar o arquivo os.img ao primeiro canal IDE do disco virtual.
4. Inicie a máquina virtual.

Seu sistema operacional agora deve estar rodando no VirtualBox. Você pode interagir com ele usando o prompt de comando.

Conclusão

Construir seu próprio sistema operacional é uma experiência emocionante e desafiadora. Seguindo este guia, você compreenderá os princípios básicos do design de sistemas operacionais e experimentará a sensação de realização que acompanha a criação de software do zero.