从零开始的操作系统答案

【问题标题】：OS from Scratch从零开始的操作系统
【发布时间】：2011-05-21 07:57:22
【问题描述】：

虽然标题是我的问题的一部分，但第二部分不会那么简单。第一部分：假设我想创建自己的操作系统。我该怎么做呢？我知道我必须创建一个引导加载程序。但我从那里去哪里？我必须将它发送到另一个程序，但要做到这一点，该程序必须已经存在，并且我必须确切知道它在内存空间中的位置。任何提示/教程？

第二个问题。我目前正在研究内存管理，我想我有一个关于放置算法更好实现的理论，但除了理论上我没有办法真正测试它。一旦我可以创建操作系统（所以这是供将来参考），我如何真正弄乱主内存并移动进程？

P.S.：另外，我必须编写自己的文件系统吗？

编辑：在阅读了当前的 cmets 之后，我想修改我所说的内容。当我说“第二部分不会那么简单”时，这似乎是一个糟糕的选择。我知道两者都将是非常困难的努力，但这对我来说并不重要。我只是喜欢学习新事物。而且我并不是要有人为我写教程，只是为了给我指明正确的方向。

【问题讨论】：

你有什么样的编码经验？
我已经编码好几年了，可以流利地使用 C++ 和 Java 相当流利（节省一些东西）。而且我在装配方面做了一些工作（尽管我想做更多。这很有趣。）。

标签： algorithm memory-management filesystems operating-system bootloader

【解决方案1】：

呸。现在这是一个相当大的问题！我认为您在这里得到的任何答案都不会涵盖如此广阔的领域（除非有人坐下来写一两个小时并进行修改）。

我建议你先阅读操作系统——试试 Tanenbaum 的书，并OSDev.org 快速参考。

您可以使用 GRUB 作为引导加载程序——这应该会简化一些事情。

【讨论】：

肯定会考虑使用 GRUB 引导加载程序。

【解决方案2】：

我不同意标题是简单的部分。你可以考虑学习minix

【讨论】：

嗯，哈哈，我想简单在这里是一个相对的术语。
我的建议是向 Tanenbaum (ast) 学习，他是迄今为止最容易理解的作者。如果您想快速入门，这里有一个考试链接，上面有我的操作系统教授的答案，ece.uprm.edu/~noack/icom5007/exams
P.S.在考试中，Noack 使用了很多“避免 RADQ”，这意味着避免针对不同问题的正确答案。

【解决方案3】：

您可能需要考虑（全部或部分）模拟一个操作系统，而不是实际编写一个。根据型号的不同，它可能会在减少工作量的同时获得更多收益。

我知道在我本科的时候，我们用 Java 编写了磁盘扫描算法；都是Java，只有几个类和接口。它并没有真正扫描磁盘，但做得足够好，我们可以测量、测试和调整算法，看看它是如何变化的。

所以我提出了一些更简单的建议：如果您只是追求内存算法，也许您可以编写一个小型可测试、可调整的应用程序，让您直接跳到您想要做的事情，而不必担心“其他操作系统的东西” " 否则你就得写了。

或者，使用现有的（UNIX/Linux）操作系统可能比从头开始编写新的东西更容易。

【讨论】：

Hrm... 你的帖子给了我一些想法（这可能是你得到的）。我可以创建一个程序，在内存中保留大量空间，然后使用 __asm{} 指令，我可以使用我分配的内存并使用它。
对。模拟的另一个好处是针对不同类型的应用程序（具有不同的内存使用情况）进行测试。您可以编写一个模拟应用程序的使用情况。但模拟的缺点是它没有在真实世界的应用程序中进行测试。再说一次，如果您对结果进行基准测试，也许这足以证明您的算法的改进（或非改进）。

【解决方案4】：

这不是一项简单的努力，但您会从中学到很多东西。我建议您前往http://wiki.osdev.org/Main_Page，因为该网站有很多教程，肯定会让您入门。

【讨论】：

谢谢，我一定会看看的。

【解决方案5】：

您描述的大多数组件（内存管理器，FS）都可以在不为它们编写操作系统的情况下实现、测试和使用。

此外，引导加载程序并不是您真正应该开始的第一件事。你看，应该有一些东西会被它加载。而且这个东西（必须开发和测试）会比引导加载程序困难得多。

您似乎低估了完成这项工作所需的工作量（和知识！）。你能做的最好的就是找一个愿意向你解释的朋友，和他聊一个小时。

【讨论】：

如何在已经运行的操作系统范围内测试内存管理器？这不会与操作系统的经理冲突吗？还是我只是走错路了？另外，如何为 cmets 添加中断？我试过 shift+enter 和 html break，但都没有成功。
你的意思是虚拟内存管理器？嗯..通过在虚拟机中启动 DOS 并执行跳转到保护模式，您也可以使用它。问题是您将需要很多精心编写的代码。
@Nicholas：我想您可以创建一个大大简化的虚拟机，让您测试不同的内存管理器方案并提取统计信息。此外，您不能在 cmets 中添加换行符。

【解决方案6】：

一本关于操作系统的理论书Operating System Concepts 真的会帮助你。任何操作系统都需要一个调度程序来处理任务切换、上下文切换、陷阱等。

【讨论】：

【解决方案7】：

您可能需要考虑修改的另一本很好的参考书是：

Operating Systems 由威廉斯托林斯。我相信最新版本是第 6 版。
5th edition 的网站也可能会有所帮助。

祝你好运。我是认真的，祝你好运。

【讨论】：

【解决方案8】：

学习 Linux 和 Minix 的更好的部分，如果你按照这里的一些建议使用现成的引导加载程序，我会使用 LILO 而不是 GRUB（这些只是个人偏好，当然）。

【讨论】：

【解决方案9】：

Pritam Zope 和 theMike97 在 Youtube 上有关于从头开始编写操作系统的精彩教程。 theMike97 有一个关于编写自己的引导加载程序的 loong 系列，Pritam zope 教你如何用 asm 和 c 编写自己的内核。如果你想开始的话，这是我当前的引导加载程序。它只是打印 hello world。

org 0x7c00
mov si, message       ;The message location *you can change this*
call print            ;CALL tells the pc to jump back here when done
jmp $
print:
  mov ah, 0Eh         ;Set function

.run:
  lodsb               ;Get the char
; cmp al, 0x00        ;I would use this but ya know u dont so use:
  cmp al, 0           ;0 has a HEX code of 0x48 so its not 0x00
  je .done            ;Jump to done if ending code is found
  int 10h             ;Else print
  jmp .run            ; and jump back to .run

.done:
  ret                 ;Return

message           db  'Hello, world', 0 ;IF you use 0x00
;message          db  'Hello, world', 0x00


times 510-($-$$) db 0
dw 0xaa55
~

将此代码保存在名为 main.asm 的文件中用nasm -fbin main.asm -o main.bin 编译它用qemu-system-x86_64 main.bin运行它

【讨论】：