从头开始​​开发多线程内核！ ( Developing a Multithreaded Kernel From Scratch! )

本课程旨在教您如何从头开始创建您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 处理器中的遗留模式，它会导致处理器以遗留状态启动，它的性能就像旧的 8086 Intel 处理器一样。

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

在本节中，我们还从硬盘读取了一个扇区（512 字节），并了解了实模式下的所有中断以及如何创建它们。

本节让您对内核开发有一个很好的了解，而不会被信息淹没。您将学习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推进更现代的内核开发。

保护模式开发

在本节中，我们将创建一个具有 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，您将学习有关分页和虚拟内存的所有知识。我们利用英特尔处理器中的智能指令，让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为指向不同的物理内存地址，以创建每个正在运行的进程都加载到同一地址的错觉。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（那些用于在可用 RAM 耗尽时进行补偿的文件）。

我们创建了自己的虚拟文件系统层，它使用类似于 Linux 内核的设计。将教给你的这个巧妙的抽象是受他过去编写 Linux 内核驱动程序的讲师知识的启发。

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。然后我们实施我们自己的 FAT16 文件系统驱动程序，允许文件诞生！

我们实现任务和流程的功能，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，我们实现了“malloc”和“free”函数，创建了我们自己的堆，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。

别忘了我们甚至创建了一个 ELF 文件加载器，我们会将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 文件包含许多描述我们程序的信息，例如我们的程序应该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，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

如果您在本课程中对汇编语言有点吃力，这是一个奖励部分，旨在让您的汇编技能达到最佳水平。但是，建议您带着汇编语言的经验来学习这门课程，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