为有抱负的学生提供有关构建自己的内核的建议[关闭]

我是一个非常有野心的大学生，希望学习几乎所有有关计算机的知识（如果有需要，请抨击我，我喜欢学习）。最近，我认为设计和构建自己的内核是一个有趣的项目（尽管是一个漫长的项目）。

我掌握了一些基本信息，并且已经积累了一些需要掌握Assembly和C / C ++才能真正完成此工作的信息。当我从事这些工作时，我想从编程的角度学习内核实际上是如何工作的。我已经花了几个小时浏览Linux内核的代码，但这只能带您到现在为止。

构建内核的基本步骤是什么？您需要解决的问题？命令还是做事？我知道我很讨厌，但我决心要应付。

您需要做的是设计操作系统。例如，即使您决定应该是一个类似UNIX的系统，仍然需要做出很多决定。您希望它与UNIX有多相似？您喜欢UNIX的哪些部分，并且您认为需要改进？

如果您不打算将其设置为类似于UNIX，那么您将面临更多的问题要回答：进程应该形成一棵树，还是“扁平化”？您要支持哪种进程间通信？您是否希望它是多用户的，或者只是多任务的（或可能是单任务的）？您是否希望它是一个实时系统？您想在任务之间提供什么隔离度？您希望它落在单芯片与微内核之间吗？您希望它在多大程度上（如果有）支持分布式操作？

我通常建议不要研究Linux内核以获取启发。这并不是针对Linux内核本身，而是一个简单事实，即Linux主要用于生产用途，而不是教育用途。它具有许多优化，向后兼容的技巧等，这些对生产非常有用，但比教育更容易分散注意力。

如果可以找到，那么Lion的书（John Lions的《 Lions'Commentary on UNIX 6th Edition》，带有源代码，由John Lions 撰写）的副本就容易得多了。第六版UNIX仍然很小且足够简单，可以很快地阅读和理解，而又不过分简化了玩具系统。

如果您打算针对x86（至少主要针对），您可能还需要查看Richard Burgess的MMURTL V 1.0。这为x86提供了一个系统，该系统使用x86硬件的方式要比CPU设计人员最初打算的要多得多-大多数实际系统都在避开这种情况，以支持向其他CPU的可移植性。您可能会猜到，这往往更倾向于硬件方面。打印的副本似乎很昂贵且很难找到，但是您可以免费下载文本和代码。

幸运的是，还有更多的可能性- 例如Andrew Tanenbaum和Albert Woodhull的《操作系统设计和实现》。

我建议从一个高度集中的小任务开始：使用汇编，编写一个玩具引导程序。它不需要做很多事情。您只希望计算机在启动时自动加载程序，打印一条确认程序正在运行的消息，从键盘上读取一些输入，打印另一条消息，然后关闭计算机。

这将有几个好处：

1. 最终，您将需要为内核提供一个引导过程，因此这不是没有意义的练习。
2. 它将为您提供汇编形式的练习。
3. 它将为您编写底层IO例程提供实践。当没有可供您调用的操作系统时，如何在屏幕上写消息或读取按键？
4. 它将为您提供有关CPU和主板技术细节的研究经验。（第一个问题：主板/ CPU启动时如何找到可启动程序？）
5. 编写内核已成为一项非常复杂的任务，具有许多微妙之处。该任务将为您提供一些开始的知识，甚至可能使您在开始之前就不会迷失自己。

完成此操作后，您将对所要学习的内容有个更好的了解。

学习如何在汇编器中编程是一个不错的开始，而由于缺少内置功能，因此从MSDOS 6.0开始也可能会有所帮助。

读一本类似《操作系统概念》的好书将是设计自己的内核的一个合理的开始。您将必须处理引导加载，设备驱动程序管理，与BIOS接口，文件系统创建和管理，程序调度，程序加载和卸载，至少实现某种外壳程序（比构建窗口系统容易得多）。

只有在您的内核与这些语言的标准库兼容的情况下，C / C ++才会起作用，否则，您还需要编写这些库的副本。

甚至还没有开始考虑多线程，系统安全性和网络。

Minix是一个不错的Unix克隆（它启发了Linux），是为教学而编写的。

Andrew S. Tannenbaum是一位出色的作家和老师，他以Minix为例（包括源代码）写了整本有关操作系统的书：http : //en.wikipedia.org/wiki/Operating_Systems : _Design_and_Implementation

我个人觉得他比程序员更好一些，所以有些事情还不如我个人所想，但是-嘿-可行！

我强烈建议您将此作为学习资源。它还将使您了解实际生产可能有用的东西所需的工作量。

我也一直在学习。您可以签出这些资源。他们很好！

http://www.osdever.net/tutorials/index

http://kernelnewbies.org/

一路上玩得开心！