Создание операционной системы, несмотря на кажущуюся сложность, может быть простым и понятным процессом. В качестве примера, минимальная версия Linux составляла всего 8413 строк кода. Статья предлагает руководство по написанию собственной ОС на языке C, охватывающее базовые функции вроде переключения контекста, страничного распределения памяти и драйверов устройств, всего в пределах 1000 строк кода. Предполагается использование UNIX-подобной системы, знание C, а также инструментов разработки LLVM, QEMU.
В качестве архитектуры процессора выбран RISC-V из-за его простоты и растущей популярности. Эмуляция будет происходить в QEMU, что позволяет не использовать реальное железо. Для понимания работы ОС необходимо знание ассемблера, хотя бы на базовом уровне. Приводятся основные инструкции RISC-V, используемые при разработке: работа с регистрами, доступ к памяти, инструкции ветвления и вызовы функций.
Особое внимание уделяется встроенному ассемблеру, который позволяет интегрировать код на ассемблере в код на C. Этот подход упрощает разработку, позволяя использовать переменные C и делегировать распределение регистров компилятору. Приводятся примеры использования встроенного ассемблера для работы с CSR (Control and Status Register).
В рамках проекта будет реализована многозадачность, обработка исключений, страничное распределение памяти, системные вызовы, драйверы устройств, файловая система и командная оболочка. Не будут реализованы обработка прерываний (вместо этого будет опрос), таймеры (используется кооперативная многозадачность), межпроцессное взаимодействие и поддержка нескольких процессоров. Проект организован в виде набора файлов, включая ядро, библиотеку пользовательского режима и скрипт сборки.
Изображение носит иллюстративный характер
В качестве архитектуры процессора выбран RISC-V из-за его простоты и растущей популярности. Эмуляция будет происходить в QEMU, что позволяет не использовать реальное железо. Для понимания работы ОС необходимо знание ассемблера, хотя бы на базовом уровне. Приводятся основные инструкции RISC-V, используемые при разработке: работа с регистрами, доступ к памяти, инструкции ветвления и вызовы функций.
Особое внимание уделяется встроенному ассемблеру, который позволяет интегрировать код на ассемблере в код на C. Этот подход упрощает разработку, позволяя использовать переменные C и делегировать распределение регистров компилятору. Приводятся примеры использования встроенного ассемблера для работы с CSR (Control and Status Register).
В рамках проекта будет реализована многозадачность, обработка исключений, страничное распределение памяти, системные вызовы, драйверы устройств, файловая система и командная оболочка. Не будут реализованы обработка прерываний (вместо этого будет опрос), таймеры (используется кооперативная многозадачность), межпроцессное взаимодействие и поддержка нескольких процессоров. Проект организован в виде набора файлов, включая ядро, библиотеку пользовательского режима и скрипт сборки.
