电脑系统开发有多难_电脑系统开发是什么

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：

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。

3. 开发操作系统

我们自己的操作系统运行在实模式环境下（如果您不知道什么是实模式，也请看看20年前出版的当时非常流行的书，或者直接请教当时的前辈高手）。即使你的电脑是P4的CPU，刚启动时，也只相当于主频较高的8086而已。但是，没有关系。

首先，使用汇编语言写一个框架，文件名是entry.asm：

; entry.asm

; Copyright (C) 2004, Tian XiangYuan

.MODEL TINY,C

.386p

option expr32

option casemap:none

cmain PROTO NEAR C

.CODE

ORG 0100h ;偏移地址

_start:

jmp begin

nop

DB 'TianXiangYuan',0 ;the magic of my os

begin:

cli

mov ax,cs

mov ds,ax

mov es,ax

mov ss,ax

mov sp,0FFFFh

sti

call cmain ;调用C语言写的主函数

mov ax,4c00h ;调用DOS的功能（为了调试），与我们自己的操作系统无关

int 21h

这段代码非常简单，应该没有什么问题。

已经说了，操作系统将从0x1000:0x0100加载，说是无心，实则有意。我们知道，TINY模式的程序，在DOS下运行时，其起始地址就是0x0100，前面的256Byte是参数部分。如果直接将操作系统在系统启动时加载到0x1000:0x0100，调试时非常麻烦。我们将其起始地址设为0x0100，使其可以在DOS下运行（这也是在程序的最后包含int 21h指令的原因），确认正确无误后，再进行下一步的开发。

下面再看C语言的代码，文件名是main.c：

……

static void InitShell()

{

}

void cmain()

{

InitShell();

TermShell();

}

顾名思义，其中实现了一个简单的shell。因为该程序本身是操作系统的一部分，所以，平时经常使用的一些C库函数，在这里就不能使用了。总之，一切都要自己动手实现。幸好，在实模式下，几乎所有的设备的驱动都包含在BIOS中了，我们可以直接使用。否则，连从键盘读一个键值这样的事都需要自己写键盘的驱动程序，实在太难了。也是这个原因，我们自己的操作系统没有将CPU转到保护模式下，有心之人可以试试。

下面的事情几乎都可以使用C语言实现了。

第一，初始化显示模式。系统启动时，显卡已经被初始化成3模式了，就是80X25的彩色模式（除非你的显示器是单色显示器），我们不需要再做什么了。当然，你也可以将显卡设成VGA甚至SVGA模式，只要你的BIOS和显卡支持。

第二，实现一个具有简单交互功能的shell。代码不全，请自己补齐，或参看附件。

/*

*从键盘读一个字符，如果没有输入，则等待；返回值的低字节为asii码，高字节为键盘扫描码

*/

static int getch()

{

int chr=0;

__asm

{

mov ah,00h

int 16h

mov chr,ax

}

return chr;

}

/*

*使用TTY模式向屏幕输出一个字符

*/

static void putch(unsigned char key)

{

__asm

{

mov bh,0

mov al,key

mov ah,0Eh

int 10h

}

}

#define KEY_BACKSPACE 0x08

#define KEY_ENTER 0x0D

#define KEY_NEWLINE 0x0A

#define KEY_ESCAPE 0x1B

static int printk(const char* str,...)

{

…… //给大家一点空间，自己实现吧

}

static void endline()

{

putch(KEY_NEWLINE); //Line Feed (LF)

putch(KEY_ENTER); //Enter (CR)

}

static char msg_prompt[]="CMD:";

static void deal_cmd(char* cmd_line,int cmd_len)

{

…… //也请大家自己实现吧，例如，可以实现help，dir，cls，halt等命令

…… //其实，就是字符串比较的过程

}

static void TermShell()

{

char cmd_line[80]={0,};

int cmd_len=0;

endline();

printk(msg_prompt,sizeof(msg_prompt));

for (;;)

{

cmd_line[cmd_len]=getch();

switch(cmd_line[cmd_len])

{

case KEY_ENTER:

if (cmd_len>1)

deal_cmd(cmd_line,cmd_len);

//break;

case KEY_ESCAPE:

cmd_len=0;

endline();

printk(msg_prompt,sizeof(msg_prompt));

break;

case KEY_BACKSPACE:

if (cmd_len>0)

{

putch(0x08);

putch(' ');

putch(0x08);

cmd_len--;

}

break;

default:

putch(cmd_line[cmd_len]);

cmd_len++;

}

}

}

更复杂、功能更强大的方法请参考BIOS的相关文档。也请大家发挥想象力，不断的扩展功能。说心里话，这个“操作系统”比dos还原始！但毕竟是自己的操作系统。