Создайте свою собственную операционную систему: установите компилятор C и такие инструменты, как MinGW-w64. Напишите загрузчик на языке ассемблера для загрузки ядра. Создайте ядро ​​на C, включая интерпретатор команд. Используйте Makefile, чтобы объединить загрузчик и ядро ​​в файл «os.img». Запустите файл «os.img» на виртуальной машине или оборудовании, таком как VirtualBox.

Создайте свою собственную операционную систему (действительно): программирование на C для начинающих

В мире компьютеров операционная система (ОС) ) является одним из наиболее важных программ. Он отвечает за управление аппаратными ресурсами и предоставляет пользователям интерфейс для взаимодействия с компьютером. Хотя удобно использовать готовую операционную систему, создание собственной с нуля может дать вам представление о внутренней работе вашего компьютера. В этой статье мы шаг за шагом проведем вас через создание собственной операционной системы с использованием языка программирования C, давая вам представление о сложности и возможностях проектирования операционных систем.

Шаг первый: установите компилятор и инструменты

Прежде чем начать, вам необходимо установить компилятор C и некоторые дополнительные инструменты. Для новичков хорошим выбором будет MinGW-w64, который предоставляет полную среду компиляции C для систем Windows. Вы также можете найти альтернативы для Linux и macOS.

Шаг 2. Напишите загрузчик

Загрузчик — это первая часть операционной системы, которая отвечает за загрузку ядра при запуске компьютера. Мы напишем простой загрузчик на языке ассемблера, поскольку он позволяет нам напрямую взаимодействовать с оборудованием. Код выглядит следующим образом:

; 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

Шаг 3: Первая версия ядра

Теперь давайте напишем первую версию ядра. Он будет содержать простой интерпретатор команд, который позволит нам вводить команды и взаимодействовать с системой. Код ядра выглядит следующим образом:

#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;
}

Шаг четвертый: собираем все вместе

Теперь, когда у нас есть загрузчик и ядро, пришло время собрать все воедино. Для этого нам нужно создать Makefile, который определяет процесс сборки:

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

Выполните команду make, которая скомпилирует и свяжет загрузчик и ядро, а также создаст файл образа операционной системы ОС .img.

Практический пример: запуск вашей операционной системы

Получив образ операционной системы, вы можете запустить его с помощью виртуальной машины или физического оборудования. Чтобы запустить os.img в VirtualBox:

1. Создайте новую виртуальную машину и выберите «Другое» в качестве типа ОС.
2. Выделите не менее 512 МБ ОЗУ.
3. Добавьте файл os.img к первому каналу IDE виртуального диска.
4. Запустите виртуальную машину.

Теперь ваша операционная система должна работать в VirtualBox. Вы можете взаимодействовать с ним, используя командную строку.

Заключение

Создание собственной операционной системы — это увлекательный и сложный опыт. Следуя этому руководству, вы поймете основные принципы проектирования операционных систем и испытаете чувство выполненного долга, которое приходит с созданием программного обеспечения с нуля.