如何使用C语言开发操作系统？

如何使用C语言开发操作系统？

怎样用C语言写操作系统
尽管我的题目是“用C语言写操作系统”，但是，仅仅使用C语言是写不出操作系统的。我看到很多篇关于自己动手开发操作系统的文章，几乎全来自一篇叫“Write Your Own Operating System Tutorial”英文文章，而且，使用的全是汇编语言。如今能够精通汇编语言的人已属凤毛麟角，而且现代操作系统的主体部分是用C语言写的，难道所谓的“Own Operating System”只能用汇编语言吗？在下不才，使用C语言（在某些部分必须结合汇编语言）写了一个可以与上述文章中提到的操作系统相媲美的操作系统，抛砖引玉，希望能够将其发展成为真正的中国人自己的操作系统。
我是在Windows环境下开发的，而不是大多数人选择的Linux环境。开发工具也是Microsoft公司的开发工具：masm615和VC15。微软公司的masm流传甚广，大家应该不陌生。对vc15可能较陌生，vc15堪称开发DOS程序的最“高档”编译器（尽管有很多BUG）。如果实在找不到这些开发工具，使用TASM、Turbo C或者Borland C++都是可以的。所给出的例子以masm615和vc15为准，转移到TASM、TC或BC平台，应该不难。有一条原则需要注意，在这里，源码必须使用TINY模式编译，也就是说，必须生成实模式代码。
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

3. 开发操作系统

; ; 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

…… static void InitShell() { } void cmain() { InitShell(); TermShell(); }

/* *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++; } } }

4. 编译方法

@echo off set PATH=e:/masm615/bin;e:/msvc15/bin; set AS=e:/masm615/bin/ml.exe set AFLAGS=/AT /W3 /X /Gd /Zp1 /nologo set CC=e:/msvc15/bin/cl.exe set CFLAGS=/Od /G3 /Gd /Gs /Zl /Zp1 /X /W3 /nologo del *.obj *.com *.cod *.dbg *.pdb *.map *.lst %AS% /c %AFLAGS% entry.asm if errorlevel 1 goto error %CC% /c %CFLAGS% /Fc main.c if errorlevel 1 goto error %AS% %AFLAGS% /Fe"boot.com" entry.obj main.obj if errorlevel 1 goto error goto exit   :error echo Failure...... :exit pause @echo on

5. 引导程序

; ; bootsect.asm ; Copyright(C) 2004, Tian XiangYuan ; .MODEL TINY,C .386p   option expr32 option casemap:none   SYSSEG EQU 1000h SYSOFF EQU 0100h   .CODE ORG 7C00h   _start: jmp begin nop DB 'BOOTSECT',0 ;magic   pack_size DB 16 DB 0 ;reserved DW 60 ;sectors DW SYSOFF ;buf_addr_off DW SYSSEG ;buf_addr_seg DD 2 ;sector_from DD 0 ;sector_from_high   begin: cli mov ax,cs mov ds,ax mov es,ax mov ss,ax mov sp,0FFFFh sti   mov cx,msg_load_len ;length lea bp,msg_load ;es:bp call display_msg ; read disk for my OS lea si,pack_size mov dl,80h mov ax,4200h int 13h ;使用LBA方式读硬盘 jc error   ; test magic of my os lea si,magic_test ;ds:si mov ax,SYSSEG mov es,ax mov di,SYSOFF add di,3 ;es:di mov cx,magic_test_len cld test_again: cmpsb jnz error loop test_again   push SYSSEG push SYSOFF retf ;转入操作系统执行   error: mov ax,cs mov es,ax lea bp,msg_error ;es:bp mov cx,msg_error_len call display_msg   failure: hlt jmp failure   ;cx : length of message ;es:bp : address of message ;void display_msg(); display_msg PROC NEAR C ;scrollup a line push cx push bp mov ax,0601h mov bh,07h mov cx,0000h ;y/x mov dx,184Fh ;y2/x2, 24/79 int 10h pop bp pop cx ;display message mov ax,1301h mov bx,000Ah ;mov cx,msg_error_len mov dl,0 ;x mov dh,24 ;y ;lea bp,msg_error ;es:bp int 10h ret display_msg endp   .DATA   msg_load DB 'Loading......',0 msg_load_len DW $ - msg_load   msg_error DB 'NO BOOTER,please reboot!',0 msg_error_len DW $ - msg_error   magic_test DB 'TianXiangYuan',0 magic_test_len DW $ - magic_test   end _start

@echo off set PATH=e:/masm615/bin; set AS=e:/masm615/bin/ml.exe set AFLAGS=/AT /W3 /WX /Gd /Zp1 /X /nologo del *.obj *.com *.cod *.dbg *.pdb *.map %AS% /c %AFLAGS% bootsect.asm if errorlevel 1 goto error %AS% %AFLAGS% /Fe"bootsect.com" bootsect.obj if errorlevel 1 goto error goto exit :error echo Failure...... :exit pause @echo on

6. 后记