从零开始：自制操作系统指南

"这篇文章指导读者如何自己动手制作操作系统，从引导到启动保护模式，适合对操作系统感兴趣的初学者。作者强调，即使没有深厚的计算机基础，也能跟随教程逐步学习和创建一个简单操作系统。首先，文章指出CPU在启动时处于实模式，需要通过软件切换到保护模式以利用其全部功能。接下来，介绍了BIOS的角色，它在自检后从启动设备读取第一扇区的代码并执行。作者的目标是编写一个能在软盘启动扇区运行的小程序，从而实现操作系统的初步构建。为了实现这个目标，需要用到8086汇编语言编写启动代码，C语言编写辅助程序，并借助las86、ld86和GCC等工具进行编译和转换。" 在这个过程中，有几个关键知识点值得深入探讨： 1. **操作系统原理**：操作系统是控制计算机硬件和软件资源的程序，负责任务调度、内存管理、设备驱动等核心功能。初学者可以通过理解操作系统的基本概念和设计原理，为编写自己的操作系统打下基础。 2. **处理器模式**：实模式和保护模式是x86架构CPU的两种主要工作模式。实模式下，CPU的行为类似于早期的8086，而保护模式则提供了内存保护、多任务等高级特性。在制作操作系统时，必须将CPU从实模式切换到保护模式，以启用更多功能。 3. **BIOS**：基本输入输出系统是电脑启动时运行的第一段程序，负责硬件初始化和启动设备的选择。了解BIOS的工作流程对于理解启动过程至关重要。 4. **启动扇区**：启动扇区（通常在硬盘或软盘的0磁道0扇区）包含了引导加载器，它是操作系统启动的第一部分。当计算机从特定设备启动时，BIOS会读取启动扇区的代码并执行。 5. **汇编语言**：8086汇编是编写低级系统程序的基本工具，用于编写引导加载器和其他底层代码。尽管可以使用高级语言如C，但对汇编的理解有助于更好地控制硬件资源。 6. **C语言**：C语言是一种中级语言，既可以编写系统级程序，也适合编写应用程序。在这里，C语言用于编写辅助程序，帮助将操作系统代码写入启动扇区。 7. **编译和链接工具**：las86和ld86是针对8086汇编的编译器和链接器，用于将源代码转换成可执行的机器码。GCC则是一个通用的编译器，支持多种编程语言，包括C。 8. **编程环境与工具链**：除了以上提到的工具，开发操作系统还需要一个完整的开发环境，包括文本编辑器、调试器和构建系统。熟悉这些工具的使用是成功创建操作系统的前提。 通过这个过程，初学者不仅可以学习到操作系统的基础知识，还能体验到从零开始创建系统的乐趣和挑战。这是一条深入了解计算机系统工作原理的途径，也是向自由软件社区贡献的第一步。