Construisez votre propre système d'exploitation (vraiment !) : Programmation C pour les débutants

Créez votre propre système d'exploitation : installez un compilateur C et des outils comme MinGW-w64. Écrivez un chargeur de démarrage en utilisant le langage assembleur pour charger le noyau. Créez le noyau en C, y compris l'interpréteur de commandes. Utilisez un Makefile pour combiner le chargeur de démarrage et le noyau dans un fichier "os.img". Exécutez le fichier "os.img" sur une machine virtuelle ou un matériel tel que VirtualBox.

Créez votre propre système d'exploitation (vraiment) : programmation C pour débutants

Dans le monde de l'informatique, les opérations Système (OS ) est l'un des logiciels les plus importants. Il est chargé de gérer les ressources matérielles et de fournir une interface permettant aux utilisateurs d'interagir avec l'ordinateur. Bien qu'il soit pratique d'utiliser un système d'exploitation standard, créer le vôtre à partir de zéro peut vous donner un aperçu du fonctionnement interne de votre ordinateur. Dans cet article, nous vous guiderons étape par étape dans la création de votre propre système d'exploitation à l'aide du langage de programmation C, vous donnant ainsi un aperçu de la complexité et de la puissance de la conception du système d'exploitation.

Première étape : installer le compilateur et les outils

Avant de commencer, vous devrez installer un compilateur C et quelques outils supplémentaires. Pour les débutants, MinGW-w64 est un bon choix, car il fournit un environnement de compilation C complet pour les systèmes Windows. Vous pouvez également trouver des alternatives pour Linux et macOS.

Étape 2 : Écrire le chargeur de démarrage

Le chargeur de démarrage est la première partie du système d'exploitation et est responsable du chargement du noyau au démarrage de l'ordinateur. Nous allons écrire un bootloader simple en langage assembleur puisqu'il nous permet d'interagir directement avec le matériel. Le code ressemble à ceci :

; 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

Étape 3 : Première version du noyau

Maintenant, écrivons la première version du noyau. Il contiendra un simple interpréteur de commandes qui nous permettra de saisir des commandes et d'interagir avec le système. Le code du noyau ressemble à ceci :

#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;
}

Quatrième étape : tout assembler

Maintenant que nous avons le chargeur de démarrage et le noyau, il est temps de tout assembler Ils se réunissent. Pour ce faire, nous devons créer un Makefile qui définit le processus de construction :

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

L'exécution de la commande make compilera et reliera le chargeur de démarrage et le noyau, et créera le fichier image du système d'exploitation. os.img.

Exemple pratique : exécuter votre système d'exploitation

Une fois que vous disposez d'une image du système d'exploitation, vous pouvez utiliser une machine virtuelle ou du matériel physique pour l'exécuter. Pour exécuter os.img dans VirtualBox :

1. Créez une nouvelle machine virtuelle et sélectionnez "Autre" comme type de système d'exploitation.
2. Allouez au moins 512 Mo de RAM.
3. Ajoutez le fichier os.img au premier canal IDE du disque virtuel.
4. Démarrez la machine virtuelle.

Votre système d'exploitation devrait maintenant fonctionner dans VirtualBox. Vous pouvez interagir avec lui à l'aide de l'invite de commande.

Conclusion

Construire votre propre système d'exploitation est une expérience passionnante et stimulante. En suivant ce guide, vous comprendrez les principes fondamentaux de la conception d'un système d'exploitation et ressentirez le sentiment d'accomplissement que procure la création d'un logiciel à partir de zéro.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!