怎样自己写一个简单的操作系统？
想要自己写一个操作系统，这可不是个轻松的活儿，更像是一次深入探索计算机底层运作奥秘的旅程。它不像搭积木那样有现成的模块，更多的是从最基础、最原始的层面出发，一点点构建起整个运行的框架。
首先，我们要明白，操作系统本质上是一堆程序，但它非常特殊，因为它需要直接与硬件打交道，并且管理着计算机上的所有资源，比如CPU、内存、硬盘、输入输出设备等等。它就像一个超级管家，确保所有其他程序（我们平时用的Word、浏览器、游戏）都能正常运行，并且不会互相干扰。
要从零开始，第一步就是要进入一个对我们来说相对“干净”的环境。我们不能直接在Windows或macOS上写操作系统，因为它们自己已经是强大的操作系统了。通常，我们会利用一个叫做“引导加载程序”（Bootloader）的非常小的程序来启动我们的代码。这个引导加载程序会把我们的操作系统加载到内存里，然后把控制权交给它。
在早期，这个引导加载程序通常非常原始，比如存在于计算机启动时BIOS（现在多是UEFI）读取的一个小区域。它会被加载到内存的特定地址，然后CPU就开始执行它里面的指令。这个加载器的工作就是把我们的操作系统内核（Kernel）从存储介质（比如U盘、硬盘）复制到内存中，然后跳转到内核的入口点。
一旦我们的内核开始运行，它就拥有了对硬件的绝对控制权。但这时候，CPU可能还在一个叫做“实模式”（Real Mode）的状态，这个模式下，它只能访问有限的内存，并且地址转换等高级功能是不可用的。所以，我们的第一件大事通常是切换到CPU的“保护模式”（Protected Mode）或者更现代的“长模式”（Long Mode，如果你的CPU支持64位）。这涉及到配置CPU的寄存器，设置内存的分段和分页机制，这样我们才能更有效地利用内存，并且为后续的进程管理和内存保护打下基础。
接下来，你需要处理输入输出（I/O）。最基本的就是如何与屏幕打交道，让它显示一些文字。这需要你了解视频显卡的工作原理，知道如何向显存写入数据，让像素点显示出你想要的字符。同样，键盘输入也是一个重要的环节，你需要知道如何从键盘控制器读取按键信息。这些都依赖于你对底层硬件接口的了解，可能需要查阅大量的硬件手册。
然后，你得考虑“中断”。当外部设备（比如定时器、键盘、硬盘）需要通知CPU有事情发生时，就会产生一个中断。操作系统需要定义一个“中断向量表”，里面记录了每种中断发生时应该跳转到哪个处理函数去执行。比如，键盘输入时会产生一个中断，中断处理程序会负责读取键盘数据，然后把它放到一个缓冲区里，等待上层程序读取。
内存管理是操作系统的核心功能之一。在你切换到保护模式时，你就开始接触到内存分段和分页的概念。一个完整的内存管理系统会负责分配和释放内存给运行的程序，防止一个程序访问不属于它的内存区域，并可能实现虚拟内存，让程序可以使用的内存空间比实际物理内存更大。这通常涉及到页表、TLB（Translation Lookaside Buffer）等概念。
进程管理也是必不可少的。一个操作系统需要能够同时运行多个程序（或者说进程）。这意味着你需要一种方式来创建、调度和销毁进程。进程调度器需要决定哪个进程在哪个时间片使用CPU，并且在进程切换时保存和恢复进程的状态（CPU寄存器的内容、堆栈等）。这通常会涉及到上下文切换（Context Switching）的技术。
文件系统也是一个大工程。你需要定义如何在硬盘上组织和存储文件，包括如何记录文件的元数据（文件名、大小、创建时间等）、如何定位文件的数据块、如何处理目录结构等等。常见的有FAT、NTFS、ext4等文件系统，你可以选择实现一个简单的，比如FAT，或者从头设计自己的。
总而言之，写一个操作系统就像是在白纸上画画，你得从最细小的笔触开始，一点点勾勒出整个计算机的运作蓝图。每一步都需要对硬件的深入理解，对计算机体系结构的掌握，以及大量的耐心和调试。这绝对是一项挑战，但当你看到自己写的代码能够启动，能够显示文字，能够响应你的输入，能够运行一个简单的程序时，那种成就感也是无与伦比的。你不仅仅是在写代码，你是在创造一个属于你自己的数字世界。
首先，我们要明白，操作系统本质上是一堆程序，但它非常特殊，因为它需要直接与硬件打交道，并且管理着计算机上的所有资源，比如CPU、内存、硬盘、输入输出设备等等。它就像一个超级管家，确保所有其他程序（我们平时用的Word、浏览器、游戏）都能正常运行，并且不会互相干扰。
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网友意见
想写的OS，当然最好的学习模板就是FreeRTOS了。整个内核只有三个文件。其中一个还是链表的数据结构，操作系统核心就一个文件完成。但是已经移动很多单片机和ARM CPU上。当年我还想把它移植到s3c6410上，后来没时间只写一个分析文档就算了。
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