如何在旧的桌面电脑上构build一个小型操作系统？
这可能是徒劳的，因为我知道编写一个操作系统是非常复杂的（尤其是自己）。
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我不期望构build下一个Linux或Windows。
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我知道这将是可怕的，越野车，并将无法正常工作，但没关系。
我想自己写一切，在大会 ， C ，和（一些） C + + 。
这是一个未来的项目，因为我现在正在忙于其他一些事情，并没有立即有时间，但我想我现在会问，所以也许我可以得到很多答案，它可以build立并成为这种方法的一个有用的资源（我所看到的其他一切都涉及到使用minix，使用现有的引导程序，在虚拟引导程序中构build它等）。
我想用显示器，键盘和鼠标设置我的旧桌面之一，并开始在一个空白的硬盘驱动器上工作。
我想学习如何编写自己的bootloader（我已经find了很多关于这方面的资源，但为了完整性，请添加一些好的资源），我自己的USB驱动程序（如果有必要的话），CD驱动程序（如果这是必要的）等一切，从头开始。
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如何将代码放到电脑上？ 最好用软盘来做吗？ 大多数计算机是否可以通过USB棒进行操作？
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我需要什么样的驱动程序？你能提出一些build议吗？
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启动序列后 – 那么是什么？ 如何进入保护模式等
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如何在没有操作系统的帮助下pipe理内存？ 我只是使用任何我想要的地址？ 不需要初始化？
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我无疑会遇到什么会迷惑我吗？
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我怎样才能使它不是一个命令行O / S，而是一个graphics？
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什么是build立在graphics操作系统上？ 比如，我该如何做一些事情，如命令行，字体和顶部的图片？
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我在哪里可以阅读有关设置多任务环境？ （即，有两个graphics式的命令行并排运行）。
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我将如何build立一种窗口系统？ 一旦设置简单的多任务处理，如何在屏幕上显示graphics？
相信我，我明白这是一个非常复杂的项目，我可能永远不会完成它或任何使用它写任何东西。
还有很多其他的东西，我没有提到，如果你想到的话，也可以随意添加。
请为每个答案放上一个“主题”，例如，USB驱动程序，然后可能是资源列表，要注意的东西等等。
此外，请不要build议build立另一个操作系统或预先存在的代码。 我知道我会读很多预先存在的代码（比如linux内核，示例资源，现有的驱动程序等等），但是最终我想自己写所有的代码。 我知道我应该从别的东西上来，而且还有很多其他的问题，如果我改变主意，走上这条路，我就能读懂。 但是这一切都是关于从头开始整个事情。
更新
我有很多很好的答案，主要是关于引导过程，文件系统和各种现有的项目，以供参考。
有关如何获得graphics的任何build议？ 不同的video模式，以及如何与他们合作等？
首先要做的事情 读，读，读，读，读。 在希望实现自己的操作系统之前，您需要对操作系统的工作原理有一个明确的理解。
拿起Andrew Tanenbaum关于操作系统的书籍之一。 这是我们在大学的操作系统课上使用的一个：
现代操作系统http://ecx.images-amazon.comhttp://img.dovov.comI/51DptFJH9NL._SL500_AA240_.jpg
亚马逊上的现代操作系统
尽pipe可笑的封面，这是一个神奇的阅读，尤其是一本教科书。 Tanenbaum真的是这方面的专家，他对操作系统如何在引擎盖下工作的解释清楚易懂。 这本书大多是理论，但我相信他也有一本书，讨论更多的实施。 我从来没有读过，所以我不能评论它。
这应该可以帮助你理解进程pipe理，内存pipe理，文件系统以及你的操作系统内核需要做的所有事情，以使其达到可启动状态。 从这一点上来说，基本上就是为需要支持的硬件编写设备驱动程序，并提供C库函数的实现，以便进行内核调用，如打开文件和设备，读取和写入，在进程之间传递消息等。
请阅读x86程序集（假设您正在为x86机器devise此程序）。 这应该回答你在处理器工作模式之间移动的许多问题。
如果您有任何电子方面的知识，从编写具有充足文档的embedded式设备的操作系统开始，可能会更容易，因为它通常比x86 PC更简单。 我也一直想写我自己的操作系统，我开始为Digilent的这个开发板编写一个微内核embedded式操作系统。 它可以运行赛灵思公司的软核MicroBlaze处理器，该处理器具有非常全面的文档。 它也有一些内存，闪存数据存储，LED指示灯，开关，button，VGA输出等。大量的东西来玩耍，编写简单的驱动程序。
embedded式设备的好处之一还在于您可以避免长时间写入VGA驱动程序。 在我的情况下，Digilent开发板有一个板载的UART，所以我可以有效地使用串行输出作为我的控制台来获取整个事情，并以最小的麻烦引导到命令行。
只要确保你select的目标有一个容易获得和经过充分testing的编译器。 你不想同时编写一个操作系统和一个编译器。
http://www.osdev.org/和http://www.osdever.net/
欢迎来到OS开发世界。
请参阅SO的x86 标记wiki中的其他x86文档链接：Intel和AMD手册，编译器/汇编程序文档以及各种指南。
它还build议使用BOCHS或其他虚拟环境进行debugging，因为您可以单步执行引导加载程序并检查寄存器。
我build议至less在开始的时候，在Bochs或其他虚拟机上工作，原因是你可以随身携带它，它更容易debugging（你可以看到硬件的确切状态），如果你需要外部帮助debugging，他们可以使用与您完全相同的“硬件”。
我最有用的build议是让自己进入一个可以尽可能快地运行C代码的状态 – 例如启动，设置描述符表，并让自己的安全点运行编译的C.如果不是所有的内核都应该在C中，如果你想保持健全并继续工作。 大会虽然在某些地方是需要的，但却很乏味，往往难以debugging。
在最低级别上，操作系统需要做的最低要求是以某种方式驱动系统的硬件，并以某种方式加载执行某种“用户代码”。 如果你打算从PC开始，那么你需要编写可以从某个设备或另一个设备加载的代码。 旧的电脑有一个BIOS固件，它决定了硬件如何进行一些初始化（至less是video，键盘和某种forms的存储或引导加载程序）。 （2017年10月更新：较新的PC具有EFI或UEFI固件…这在很大程度上是一个迂腐的差异;服务与本讨论的目的相同）。
因此，首先要了解如何在目标系统上使用BIOS或其他固件的低级别细节。 也就是说，学习如何编写BIOS可以加载和执行的程序。 这将最终变成你的启动加载器。 从小开始。 直接从固件启动过程（在软盘上，或USB闪存盘上，将是一个好的开始……或在硬盘驱动器上，如果你喜欢的话）下载一个打印出来的程序：“Hello，Linus”。
从那里我build议写一个非常简单的串行驱动程序…更新您的启动加载程序初始化一些串行端口，并从那里开始下载。 然后它可以执行它所传递的代码。 从那里写了一些bootstrap，可以写入另一组块（我们还没有实现一个文件系统，甚至没有分区表parsing;所以我们只处理磁盘上的块的原始范围）。
在这一点上，你的引导加载程序应该能够通过串行线拉新的代码，将其转储到一个分区（是的，实现某种类的分区表处理…是否符合标准的PC约定在这一点上取决于你），并执行它。
从那里你应该可以在更复杂的function上工作。 从这个基地，你可以编写和编译一个新的“内核”…重新启动你的testing平台，并部署新的内核。
（你的引导加载程序应该采取一些信号，比如串口握手线上的BREAK作为跳过下载的命令，只是引导现有的映像;而且它也应该以这种方式处理一些超时。
从那里写一个非常简单的terminal层和命令shell？ 一个文件系统？ 实施命令来下载除内核以外的新的可执行内容（某种types的文件或对象）。 等等。
当然，你可以使用PC键盘和video（如果我正确记得，分别是BIOS INT 0x16h和INT 0x10H的东西）开始使用控制台驱动程序。 不过，我build议从一个串行驱动程序开始，因为您可以从任何其他现有（function）系统自动化构build/部署/testing循环。 由于你的新操作系统将作为一个交叉编译的项目开始，所以对你来说，处理这个问题的方法是非常重要的。
我不知道你想把你的项目做多远。 一个令人印象深刻的目标是实现“自我托pipe”。 如果你可以创build一个简单的汇编/编译器，可以让你使用你的新操作系统（重新）build立，链接，并启动到新的操作系统的工作版本…那么你已经实现了这一目标。 （注意这不是必须的，许多embedded式系统永远不会自行托pipe，而且没有任何问题）。
如果你不介意使用硬件虚拟化，那么有一门课程（书+讲座+软件），将把你从“从Nand到俄罗斯方块”。 你完全由你自己创build一个完整的计算机系统（为了这些目的primefaces的，给定的）电子NAND门，直到构build操作系统，一种语言，最后在个人机器上编写一个简单的游戏。
我认为这是一个好主意，而且我很快就会陷入困境。 这本书是惊人的便宜，我相信这门课在麻省理工学院教授。 我可以想象，没有比从头开始build立起来的整个系统的完整知识更好的感觉。
链接： http : //www1.idc.ac.il/tecs/
我会从小开始购买一个8086embedded式开发套件，并开发一个多任务操作系统。 一旦你拥有一个内核并熟悉在硬件层面的工作，你将会做好一些更具挑战性的工作。
build立一个VGA显示器的DOS克隆是一个相当具有挑战性的事情。 细节是巨大的。 🙂
具体的话题。
如何将代码放到电脑上？ 最好用软盘来做吗？ 大多数计算机是否可以通过USB棒进行操作？
BIOS将执行初级引导。
我需要什么样的驱动程序？你能提出一些build议吗？
任何不是直接的cpu /内存操作。 任何不是直接在CPU参考手册中。
启动序列后 – 那么是什么？ 如何进入保护模式等
保护模式将成为启动序列的一部分。
那么你开始多任务处理，并找出如何启动进程。
如何在没有操作系统的帮助下pipe理内存？ 我只是使用任何我想要的地址？ 不需要初始化？
正确。 您可能最终需要整理一个虚拟内存系统。
我无疑会遇到什么会迷惑我？
没有debugging工具，没有IO
我怎样才能使它不是一个命令行O / S，而是一个graphics？
带着悲伤。 查找Windows 3.1和Linux，特别是X窗口。
什么是基于graphics的操作系统？ 比如，我该如何做一些事情，如命令行，字体和顶部的图片？
查找X窗口。
最后的build议：学习linux / x windows。 这并不完美，但它提供了一种方法的理解。 还研究embedded式系统。
操作系统开发系列 @ BrokenThorn可能会让你感兴趣。
我看到很多对OS开发网站的很好的参考，所以我将介绍一种不同的方法：
如果你想从裸机上实现操作系统的经验，有一种比旧的PC更好的硬件select。 使用PC架构，您将花费过多的时间来编写30年devise历史中无趣的工件。 例如，项目的bootloader部分可能已经烧毁了很多勇敢的程序员。
例如，您将需要一组驱动程序来从磁盘和/或networking读取您的内核。 那么你需要代码才能进入保护模式。 那时候，你需要另外一套司机！ 在这一点之后，将芯片切换到保护模式所做的工作极less。 你想在不同的PC上运行它 – 4年，你需要另外一组驱动程序。
研究引导ARM或其他32位“embedded式”芯片。 廉价的开发板是可用的，或者你可以焊接自己的！ 有些内置以太网和USB。 我认为你会有更多的乐趣在一个健全的，非硬壳的build筑上工作，也许最终会有一些可重用的技能。
最重要的是，如果你想要在真正的硬件上运行，你绝对需要你的处理器手册的副本。 英特尔手册（ http://www.intel.com/products/processor/manuals/ ）是非常宝贵的。 他们从开关模式（真实/受保护）到虚拟内存pipe理（如果您select走得太远），进行系统调用（如果您曾经进入用户模式），都会重新开始。 最重要的是，他们非常详细地解释了一些必须设置的function的东西，比如TSS和段寄存器，大多数操作系统文本都没有讨论，因为它们更关心更高层次的概念，具体细节。
尝试阅读一个小的，基本的开源操作系统，如MikeOS的代码。
或者，我build议以下步骤（应该很有趣！）：
- 写一个虚拟机。 定义你所有的处理器指令，以便你了解你的系统。 将其与SDL接口用于键盘，鼠标，屏幕，audio访问。 保持简单，这样你就可以立刻把所有的东西都放在头上。 它不需要成为最先进的虚拟机，只需要模拟“真实”计算机的function即可。
- 为您的虚拟机的处理器编写一个汇编程序。 请记住，这个汇编程序不一定是用虚拟机语言编写的程序，而是任何能够将汇编语言转换为机器代码的程序。
- 定义一个可执行的格式，并写一个简单的链接器。
- 你已经有了所有的部件来编写你的操作系统了！ 用汇编语言编写，汇编……等等。你不需要这么复杂的启动加载过程，只需让你的机器先运行你的操作系统即可。
上面的步骤似乎有点愚蠢的写一个简单的操作系统，但嘿，这该死的乐趣。
你有一个雄心勃勃的目标。 但执行是关键。
大多数结构化方法（教科书或大学课程）将引导您完成整个过程，但是它们提供了许多细致的代码，掩盖了所选平台的奥秘细节，让您专注于大局观点：进程调度，内存pipe理，防止死锁，I / O等等。
我的build议是：切断你的期望，从一个基本的问题开始。
什么是操作系统？
计算机科学家（希望）从不会说操作系统是graphics用户界面，networking浏览器或连接USB设备的方式，或者用户实际上可以看到或触摸的任何东西。 相反，最基本的操作系统就是我上面提到的那些东西。 他们都属于一个大的资源pipe理伞。
操作系统不过是一个pipe理计算机硬件资源的程序：内存，CPU和外围设备。
下面是一个简单的操作系统：一个程序让用户使用串行连接键入程序（hex或二进制）。 一旦程序被input，程序就会运行。 程序结束后，控制权返回给用户，他们可以再次运行程序或键入新的程序。
在一个“干净”的架构上做这个工作，例如内存为64K的embedded式ARM处理器。 您可以在了解ARM的基本function后几天内汇编代码。 瞧！ ，你已经有了一个操作系统。
它做一切操作系统应该做的事情：
- 它通过不让用户覆盖操作系统来pipe理内存。
- 它安排一个进程运行。
- 它处理单个串行外设的I / O。
这给你一个构build块从开始。 你现在有很多select。 也许其中之一就是允许两个程序加载到内存中，让用户决定下一个要运行的程序。
或者你可以让用户暂停执行一个程序，切换到另一个程序，挂起并切换回去。 这是最基本的多任务，即使它是完全手动的。
你的select是无限的，但每一个都是从你以前的宝贝一步。
如果你不把眼光放得太高，这很有趣！
检查出MikeOS 。 它的一个相当简单的操作系统是可读的（如注释）程序集。 即使它相当简单，它有一个GUI，并支持一些networking和多媒体。
编辑 ： MenuetOS是graphics。 它也是直接的，但比MikeOS更复杂
我在StackOverflow上维护一个资源列表： 如何开始操作系统开发 。 当你开始冒险时，请添加新的资源（即将开始:)）
许多学校都有操作系统课程，可以完成你描述的很多东西。 我的学校（CMU）在C中教授操作系统，我们编写了一个内核，文件系统和shell，并提供了引导加载程序的代码。
不幸的是，我无法在网上find这个课程的确切资源（15-412），并且随着时间的推移而演变。 但也许人们可以在网上有很好的资源的学校发布链接。
您可能会喜欢这个名为“滚动您自己的玩具UNIX克隆操作系统”的教程，它非常有洞察力，应该可以帮助您。
祝你好运。
研究A2系统 （以前称为Oberon系统 ）的想法，你可以偷。 这是一个由两个人build立的graphics操作系统，虽然公认是Niklaus Wirth。 首先在1990年左右发布，速度惊人的好。 Gutknecht有一本书。
理解系统编程概念是一个基本要求，可以深入了解操作系统linux * BSD和GNU / Linux的 F / OSS内核内部，尤其是早期版本可能有点更多的文件。 替代文字http://ecx.images-amazon.comhttp://img.dovov.comI/51zezQiqYYL._SL500_AA240_.jpg 替代文字http://ecx.images-amazon.comhttp://img.dovov.comI/51NEmsW4TCL._SL500_AA240_.jpg
关于低级graphics编程，这会给你很多信息： http : //www.osdever.net/FreeVGA/home.htm 。 （对于文本模式也非常有趣）
我无疑会遇到什么会迷惑我？
你会意识到，在PC上有很多东西是不清楚的：x86指令集本身是复杂的，当你直接访问硬件时，可能需要相当长的时间才能理解如何在屏幕上编写单个字符。
不要担心软盘等问题，大部分时间你都会使用Bochs或QEmu等仿真器。
看看Minix 。 研究源代码以及“ 操作系统devise和实现 ”。 考虑为项目做出贡献。 我认为Minix是一个非常好的和有希望的操作系统。 这也是资金充足的项目。 这意味着，你甚至可以得到你的贡献的报酬！
这很容易，因为BIOS已经内置了许多input/输出function，用于改变屏幕模式，改变像素颜色，将文本写入屏幕等等。 但是，它不包括对文件系统的支持，这是您必须在您的操作系统中纳入的less数几件事之一。
BIOS加载硬盘驱动器上的第一个扇区，并从那里开始执行代码，因此必须将第一个指令放在硬盘驱动器的第一个扇区中。
这个维基百科文章应该让你开始在BIOS中断写入文本到屏幕上，从键盘和其他东西接收键。 https://en.wikipedia.org/wiki/BIOS_interrupt_call
即使您打算使用c ++，我也强烈build议您阅读汇编编程，因为了解硬件的工作原理至关重要。
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