Bina Sistem Operasi Anda Sendiri (Sungguh!): Pengaturcaraan C untuk Pemula

Bina sistem pengendalian anda sendiri: Pasang pengkompil C dan alatan seperti MinGW-w64. Tulis pemuat but menggunakan bahasa pemasangan untuk memuatkan kernel. Cipta kernel dalam C, termasuk penterjemah arahan. Gunakan Makefile untuk menggabungkan pemuat but dan kernel ke dalam fail "os.img". Jalankan fail "os.img" pada mesin maya atau perkakasan seperti VirtualBox.

Buat sistem pengendalian anda sendiri (benar-benar): Pengaturcaraan C untuk pemula

Dalam dunia komputer, Sistem operasi (OS ) adalah salah satu perisian yang paling penting. Ia bertanggungjawab untuk mengurus sumber perkakasan dan menyediakan antara muka untuk pengguna berinteraksi dengan komputer. Walaupun mudah untuk menggunakan sistem pengendalian luar biasa, membina sistem anda sendiri dari awal boleh memberi anda cerapan tentang kerja dalaman komputer anda. Dalam artikel ini, kami akan membimbing anda langkah demi langkah melalui mencipta sistem pengendalian anda sendiri menggunakan bahasa pengaturcaraan C, memberikan anda cerapan tentang kerumitan dan kuasa reka bentuk sistem pengendalian.

Langkah Pertama: Pasang Pengkompil dan Alat

Sebelum anda bermula, anda perlu memasang pengkompil C dan beberapa alatan tambahan. Untuk pemula, MinGW-w64 ialah pilihan yang baik, yang menyediakan persekitaran kompilasi C yang lengkap untuk sistem Windows. Anda juga boleh mencari alternatif untuk Linux dan macOS.

Langkah 2: Tulis pemuat but

Pemuat but ialah bahagian pertama sistem pengendalian dan bertanggungjawab untuk memuatkan kernel apabila komputer dimulakan. Kami akan menulis pemuat but ringkas dalam bahasa pemasangan kerana ia membolehkan kami berinteraksi secara langsung dengan perkakasan. Kodnya kelihatan seperti ini:

; 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

Langkah 3: Versi pertama kernel

Sekarang, mari tulis versi pertama kernel. Ia akan mengandungi penterjemah perintah mudah yang membolehkan kami memasukkan arahan dan berinteraksi dengan sistem. Kod kernel kelihatan seperti ini:

#include <stdio.h>

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;
}

Langkah Empat: Menyatukan Segalanya

Sekarang kita mempunyai pemuat but dan kernel, tiba masanya untuk menggabungkan semuanya Mereka datang bersama. Untuk melakukan ini, kita perlu mencipta Makefile yang mentakrifkan proses binaan:

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

Menjalankan perintah make akan menyusun dan memautkan pemuat but dan kernel, dan mencipta fail imej sistem pengendalian os.img.

Contoh praktikal: menjalankan sistem pengendalian anda

Setelah anda mempunyai imej sistem pengendalian, anda boleh menggunakan mesin maya atau perkakasan fizikal untuk menjalankannya. Untuk menjalankan os.img dalam VirtualBox:

1. Buat mesin maya baharu dan pilih "Lain-lain" sebagai jenis OS.
2. Peruntukkan sekurang-kurangnya 512MB RAM.
3. Tambahkan fail os.img pada saluran IDE pertama cakera maya.
4. Mulakan mesin maya.

Sistem pengendalian anda kini sepatutnya berjalan dalam VirtualBox. Anda boleh berinteraksi dengannya menggunakan command prompt.

Kesimpulan

Membina sistem pengendalian anda sendiri ialah pengalaman yang menarik dan mencabar. Dengan mengikuti panduan ini, anda akan memahami prinsip teras reka bentuk sistem pengendalian dan mengalami rasa pencapaian yang datang dengan mencipta perisian dari awal.

Atas ialah kandungan terperinci Bina Sistem Operasi Anda Sendiri (Sungguh!): Pengaturcaraan C untuk Pemula. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!