怎样用C语言写操作系统
尽管我的题目是“用C语言写操作系统”,但是,仅仅使用C语言是写不出操作系统的。我看到很多篇关于自己动手开发操作系统的文章,几乎全来自一篇叫“Write Your Own Operating System Tutorial”英文文章,而且,使用的全是汇编语言。如今能够精通汇编语言的人已属凤毛麟角,而且现代操作系统的主体部分是用C语言写的,难道所谓的“Own Operating System”只能用汇编语言吗?在下不才,使用C语言(在某些部分必须结合汇编语言)写了一个可以与上述文章中提到的操作系统相媲美的操作系统,抛砖引玉,希望能够将其发展成为真正的中国人自己的操作系统。
我是在Windows环境下开发的,而不是大多数人选择的Linux环境。开发工具也是Microsoft公司的开发工具:masm615和VC15。微软公司的masm流传甚广,大家应该不陌生。对vc15可能较陌生,vc15堪称开发DOS程序的最“高档”编译器(尽管有很多BUG)。如果实在找不到这些开发工具,使用TASM、Turbo C或者Borland C++都是可以的。所给出的例子以masm615和vc15为准,转移到TASM、TC或BC平台,应该不难。有一条原则需要注意,在这里,源码必须使用TINY模式编译,也就是说,必须生成实模式代码。
1. 建立开发环境
这一步非常的简单。
将masm613和vc15的压缩包分别解压到e:\masm615和e:\msvc15目录下。你也可以放到其他目录下,根据自己的情况而定,但是下面用到的编译命令需要作相应的修改。也不需要添加或修改任何的环境变量。
2. IBM PC的启动及当时的内存使用情况
这一部分内容已经是老生常谈了,但又不能不说。我们只说从硬盘引导的情况。
当BIOS经过POST(Power On Test Self)后,将硬盘MBR读到内存0x0000:0x7C00的位置,然后从这里开始执行。一般的情况,MBR将选择活动分区进行操作系统的启动。在MBR开始执行时,内存使用的情况如下图所示,地址数据用16进制表示:
主板BIOS及其他板卡BIOS映射区
BIOS默认的中断向量区
BIOS的数据区
引导程序装载区
常规内存,可以正常使用
0000:0000
0000:0400
0000:7C00
1000:0000
A000:0000
F000:FFFF
0000:0500
这已经是老掉牙的内容了,但是,在20年前却十分流行。如果想更详细的了解这方面的内容,找本讲解DOS的书看看吧。
我们自己的操作系统将被加载到0x1000:0x0100。这不是必需或者必然的,是人为选择的,你也可以将其放在0x4321:1234等其他地方。但是,上图中注明有其他用途的内存区域,应该保留,否则,你会后悔的。