本课程旨在教您如何从头开始创建自己的多任务操作系统和内核。假设您没有内核编程经验，并且您是从头开始学习的。

实模式开发

实模式是所有 Intel 处理器中的传统模式，它会导致处理器以传统状态启动，其性能就像旧的 8086 Intel 处理器一样。

在课程的“实模式开发”部分，我们首先了解启动过程和内存的工作原理，然后继续创建我们自己的启动加载程序，并在真机上进行测试！该引导加载程序将输出一个简单的“Hello World！” 消息到屏幕上，我们用纯汇编语言编写这个引导加载程序。

在本节中，我们还从硬盘读取一个扇区（512 字节），并了解有关实模式中断以及如何创建中断的所有信息。

本节让您对内核开发有一个很好的体验，但不会给您带来过多的信息。您将学到有关传统处理器的基础知识和足够的知识，以便能够在本课程中进一步进行更现代的内核开发。

保护模式开发

在本节中，我们创建一个具有 FAT16 文件系统的 32 位多任务内核。我们的内核将使用英特尔内置的内存保护和安全机制，使我们能够指示处理器保护我们的内核并防止用户程序损坏它。

本节非常深入，向您介绍了有关分页和虚拟内存的所有内容。我们利用Intel处理器中巧妙的指令来允许所有进程共享相同的内存地址，这就是所谓的内存虚拟化。我们将内存地址映射到不同的物理内存地址，以造成每个正在运行的进程都加载在同一地址的错觉。这是内核开发中非常常见的技术，也是交换文件的工作方式（这些文件用于在可用 RAM 耗尽时进行补偿）。

我们创建了自己的虚拟文件系统层，该层使用类似于 Linux 内核的设计。将教给您的这个巧妙的抽象概念受到了讲师过去编写 Linux 内核驱动程序的知识的启发。

您将了解 FAT16 文件系统的设计以及 FAT16 文件系统如何分解为簇以及它们如何链接在一起。然后我们实现我们自己的 FAT16 文件系统驱动程序，让文件诞生！

我们实现任务和进程的功能并编写我们自己的键盘驱动程序。

在本课程中，您还将了解内存管理的工作原理，我们实现“malloc”和“free”函数，创建我们自己的堆，旨在跟踪正在使用的内存。内存管理在任何操作系统和内核中都是必不可少的。

我们不要忘记，我们甚至创建了一个ELF文件加载器，我们将把所有操作系统程序编译成ELF文件，并允许加载二进制程序或ELF程序。ELF 文件包含大量描述我们的程序的信息，例如我们的程序应加载到内存中的位置以及程序的不同部分。

在本课程结束时，您将拥有一个功能齐全的 32 位多任务内核，它可以同时运行许多进程和任务。您将拥有一个我们也可以使用的工作 shell。

汇编语言奖金

这是一个额外的部分，旨在让您在本课程中对汇编语言有点困难时提高您的汇编技能。但是，建议您具有汇编语言经验来学习本课程，我们确实使用它并且它很重要。尽管如此，如果您想在没有汇编经验的情况下尝试学习本课程，那么本节将帮助您指明正确的方向，以便您能够将所学到的知识应用到内核中。

由在工作场所专业创建 Linux 内核模块的专家授课。15 年软件工程师经验