[c] compilazione a basso livello sistemi operativi

[nuovoUtente86]

Essendo un sistema operativo un ' entita multistrato con diramazioni a livello molto basso fino alla comunicazione diretta con l' hardware,per quello che si puo dire su un sistema molto complicato oltre al lingiaggio macchina e al c oggi quali altri linguaggi si utilizzo per lo sviluppo di un SO.Quali ambienti di sviluppo si utilizzano e come avviene la compilazione e l' integrazioni di entità molto differenti.Mi incuriosce molto la compilazione di una struttura che poi dovrà essere la primaria sulla macchina.

[cionci]

Dipende da che "livello" parti.
Se hai già un sistema operativo compatibile con quello che vuoi compilare si tratta solo di andare ad utilizzare la libreria precompilata per quel dato sistema operativo.
Se invece crei per la prima volta un sistema operativo, mettiamo di essere a livelli moooolto bassi, cioè sulla macchina non c'è niente, devi far uso di un altro sistema operativo e fare un cross compiling per la macchina ospite.

Prima di tutto non puoi fare uso della libreria standard del C o del C++ per tutte quelle cose che accedono al sistema operativo.
Quindi devi cominciare riscrivendoti delle routine di base che sfruttino inizialmente le routine messe a disposizione dal bios per permetterti di fare un minimo di debug visuale (in particolare output di testo). Quando si è arrivati a mettere la macchina ospite nello stato necessario per avviare il nostro sistema operativo (modalità del processore e della memoria desiderata) bisogna cominciare a scrivere le nostre routine di gestione delle interruzioni. In questo modo si creano le fondamenta sulle quali si baseranno tutte le system call del nostro sistema operativo. Le operazione basilari riguardano principalmente l'allocazione e la deallocazione di memoria e l'output.
In questo modo sarà possibile andare a cominciare a creare un kernel base del sistema operativo.
Successivamente si aggiungeranno man mano le altre routine di gestione delle interruzioni insieme ai rispettivi driver di periferica. Ad esempio la routine di gestione dell'input da tastiera dovrà appoggiarsi al driver della tastiera.
Si va avanti così, ingrandendo sempre più il sistema.
Inizialmente il sistema sarà completamente caricato in memoria in maniera monolitica dal disco di avvio, poi verrà implementato un file system (almeno inizialmente il più semplice possibile, magari mappato in memoria) ed a questo punto sarà possibile implementare una shell.

[71104]

Originariamente inviato da nuovoUtente86

Essendo un sistema operativo un ' entita multistrato con diramazioni a livello molto basso fino alla comunicazione diretta con l' hardware,per quello che si puo dire su un sistema molto complicato oltre al lingiaggio macchina e al c oggi quali altri linguaggi si utilizzo per lo sviluppo di un SO.

nessuno: i linguaggi usati sono quelli. i kernel odierni sono scritti in C con piccole parti di assembly necessarie ad effettuare nelle prime fasi di avvio i settaggi del processore (per esempio per farlo entrare in modalità protetta), nonché per fare I/O diretto sull'hardware. so di un solo kernel scritto in C++, ed era quello di BeOS. dicono che si trattasse di un ottimo sistema operativo e non esito a crederlo, ma purtroppo è fallito.

Quali ambienti di sviluppo si utilizzano e come avviene la compilazione e l' integrazioni di entità molto differenti.

come ambiente di sviluppo usi quello che ti pare: puoi usare Blocco Note come puoi usare Visual C++ 2005, ma ti servirà solo come editor di testo perché poi la compilazione avverrà a parte, tipicamente tramite makefiles. conosci l'utility make?

Mi incuriosce molto la compilazione di una struttura che poi dovrà essere la primaria sulla macchina.

la compilazione di un sistema operativo consiste semplicemente nella compilazione di tante comunissime immagini eseguibili. Windows per esempio è costituito da normalissimi files .exe e .dll
l'unica piccola eccezione a ciò è la compilazione del bootloader: il bootloader è costituito essenzialmente da due parti, un piccolo pezzo di codice eseguibile in formato binario puro (ci sono le istruzioni di assembly e basta) ed un altro eseguibile più grosso che può essere in vari formati a seconda delle scelte progettuali di chi scrive il bootloader. il primo pezzo altro non è che quello che va a finire direttamente nei primi settori della partizione su cui è installato il sistema operativo, e deve essere in formato binario puro perché la CPU al caricamento lo legge in RAM e lo esegue così com'è. tuttavia programmare in quelle condizioni (cioè in assembly in modalità reale a 16 bit) è estremamente scomodo, e di conseguenza questa prima parte del bootloader deve fare il meno possibile: si occupa di entrare in modalità protetta a 32 bit, di organizzare un memory model decente, di leggere dal disco il resto del bootloader vero e proprio, e di lanciare quello. il resto del bootloader è più comodo da programmare perché a quel punto può essere scritto tranquillamente in C a 32 bit. su Windows il bootloader si trova nel file NTLDR (senza estensione), il quale deve essere localizzato alla radice della partizione in cui è installato il sistema (tipicamente il file è C:\NTLDR, per vederlo in Esplora Risorse devi impostare l'opzione per visualizzare i files nascosti e i files di sistema).

[71104]

Originariamente inviato da 71104

Windows per esempio è costituito da normalissimi files .exe e .dll

aggiungo: in effetti non ci sono solo .exe e .dll, come estensioni puoi trovare anche .sys (estensione tipica per i drivers), .ocx (gli ActiveX), ed .scr (gli screensavers). ma il succo del discorso non cambia perché exe, dll, sys e quant'altro sono tutti esattamente la stessa cosa: sono immagini eseguibili, e sono memorizzate nello stesso identico formato (a meno di un unico bit nel'header che dice se quell'eseguibile può essere lanciato in maniera diretta, come gli exe e come gli scr).

[W.S.]

Originariamente inviato da nuovoUtente86

Mi incuriosce molto la compilazione di una struttura che poi dovrà essere la primaria sulla macchina.

Se vuoi "toccare con mano" buttati su linux, puoi ricompilarlo, modificarlo, studiarlo come ti pare.

[sukoy27k]

Originariamente inviato da 71104

come ambiente di sviluppo usi quello che ti pare: puoi usare Blocco Note come puoi usare Visual C++ 2005, ma ti servirà solo come editor di testo perché poi la compilazione avverrà a parte, tipicamente tramite makefiles. conosci l'utility make?

uno solo appunto...in Visual Studio....tasto destro sul progetto Configuration Properties->General->Configuration Type->MakeFile...un batch farebbe la stessa cosa ma perchè farlo se già c'è

[sottovento]

Il salto di qualita' e' stato fatto, appunto, introducendo i linguaggi ad alto livello per la scrittura del sistema operativo e riducendo le parti scritte in assembler al minimo indispensabile.

Oltre ai linguaggi gia' citati, discreti successi sono stati ottenuti utilizzando i linguaggi PASCAL e JAVA.

[cionci]

Originariamente inviato da sottovento

e JAVA.

Per quale sistema operativo ?

[sottovento]

Originariamente inviato da cionci

Per quale sistema operativo ?

So di molti tentativi (riusciti), anche da Apple e Sun stessa. Ho letto diversi articoli in proposito. Se ho tempo, posto una lista di cosa si puo' trovare in giro...

[cionci]

Ok

[recoil]

Originariamente inviato da sottovento

So di molti tentativi (riusciti), anche da Apple e Sun stessa. Ho letto diversi articoli in proposito. Se ho tempo, posto una lista di cosa si puo' trovare in giro...

intendi una roba del genere?
http://www.tuxjournal.net/?p=15

[sottovento]

Originariamente inviato da recoil

intendi una roba del genere?
http://www.tuxjournal.net/?p=15

Non lo conoscevo. Beh, pero' mi permette di giustificare quello che ho scritto .

Comunque posso riportare anche
http://en.wikipedia.org/wiki/Object-...erating_system

che mi fa venire in mente che abbiamo dimenticato di citare, fra i linguaggi, l'Objective-C, che so essere molto usato da un assiduo (e simpatico) frequentatore di questo forum

[cionci]

Originariamente inviato da recoil

intendi una roba del genere?
http://www.tuxjournal.net/?p=15

Un kernel C/C++ con applicazioni Java a quanto sembra...

Comunque mi sembra che non si riesca in ogni caso ad usare solo Java e assembly, ma serve sempre anche un terzo linguaggio, virtual machine a parte ovviamente (questa deve essere scritta sempre in C o C++).

[tomminno]

Originariamente inviato da sottovento

Il salto di qualita' e' stato fatto, appunto, introducendo i linguaggi ad alto livello per la scrittura del sistema operativo e riducendo le parti scritte in assembler al minimo indispensabile.

Oltre ai linguaggi gia' citati, discreti successi sono stati ottenuti utilizzando i linguaggi PASCAL e JAVA.

E come farebbe un codice Java puro a gestire direttamente la memoria?

Mi sono sempre chiesto come si potrebbe fare a scrivere la JVM in Java.

[cionci]

Originariamente inviato da tomminno

Mi sono sempre chiesto come si potrebbe fare a scrivere la JVM in Java.

Ovviamente non si può

[recoil]

Originariamente inviato da tomminno

Mi sono sempre chiesto come si potrebbe fare a scrivere la JVM in Java.

beh potresti pure scriverla in Java, ma ti servirebbe un compilatore in grado di generare codice eseguibile su quella macchina, altrimenti avresti bisogno di una VM sulla quale far girare la JVM

[tomminno]

Originariamente inviato da recoil

beh potresti pure scriverla in Java, ma ti servirebbe un compilatore in grado di generare codice eseguibile su quella macchina, altrimenti avresti bisogno di una VM sulla quale far girare la JVM

Per scrivere la JVM in Java dovresti avere la possibilità all'interno del linguaggio di gestire direttamente la (de)allocazione della memoria, l'algoritmo di GC ad un certo punto dovrà fare una "delete" che non è una operazione contemplata da Java.

[recoil]

Originariamente inviato da tomminno

Per scrivere la JVM in Java dovresti avere la possibilità all'interno del linguaggio di gestire direttamente la (de)allocazione della memoria, l'algoritmo di GC ad un certo punto dovrà fare una "delete" che non è una operazione contemplata da Java.

eh già sei sempre lì...
ma poi a che pro scrivere una JVM in Java?

come prossimo step propongo un sistema operativo in Perl (qualcuno pare ci abbia provato)

[71104]

Originariamente inviato da tomminno

Per scrivere la JVM in Java dovresti avere la possibilità all'interno del linguaggio di gestire direttamente la (de)allocazione della memoria, l'algoritmo di GC ad un certo punto dovrà fare una "delete" che non è una operazione contemplata da Java.

o per meglio dire, sarebbe un'operazione che verrebbe affidata al garbage collector del linguaggio, il quale di conseguenza dovrebbe essere implementato automaticamente dal compilatore quando genera il codice eseguibile per la macchina. troppo complicato, è molto meglio realizzare una virtual machine in C++ e poi scrivere tutto il resto in Java.

[tomminno]

Originariamente inviato da recoil

eh già sei sempre lì...
ma poi a che pro scrivere una JVM in Java?

come prossimo step propongo un sistema operativo in Perl (qualcuno pare ci abbia provato)

Se non puoi scrivere la JVM, non puoi scrivere neanche un sistema operativo in Java.
Tutto perchè era stato postato di sistemi operativi scritti in Java, in realtà sono OS nel cui kernel è integrata una JVM ed esguono programmi Java.