【转载•共享】打破传统，C#也能开发操作系统！

[ohkuy]

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前言：
我刚看了一遍文章——用C#或VB.NET开发你自己的操作系统，我觉得挺有意思的，现将文章翻译一下转载过来，
由于本人英语能力有限，部分有可能不准确，各位可以查看原文，只想与各位分享一下，顺便探讨一下可能性。
原来国外早就有了用C#开发操作系统的探索，还开发出了原型机，我更有信心坚定学习C#的信心了！
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原文地址：
http://www.codeproject.com/KB/cs/CosmosMS5.aspx

用C#或VB.NET开发你自己的操作系统

Cosmos介绍：
(注：Cosmos谷哥译为“宇宙”，个人觉得不好听，就采用原文名称)
Cosmos(C#开源管理操作系统)是用于Visual Studio及其开发环境的一个操作系统开发工具包。尽管使用C#作为名称，但可以使用基于.NET的任何语言包括VB.NET, Fortran, Delphi Prism, IronPython, F# 等等。Cosmos本身和内核程序主要是用C#编写的，就像它的名字。除此以外，NOSMOS (.NET Open Source Managed Operating System)的发音听起来很讨厌。

Cosmos并不是一个传统意义上的操作系统，恰好相反，它是一个“操作系统工具包”，或者像我喜欢说的“操作系统积木”。（注：积木，有些人喜欢将写程序称为搭积木）Cosmos让你创建操作系统就像Visual Studio和C#通常创建应用程序一样。全部使用Visual Studio(编写)，大部分用户在短短几分钟之内就可以编写和启动他们的系统。里程碑5包括的新功能如Visual Studio里的集成项目类型，和集成调试。你可以在Visual Studio使用断点直接调试你的操作系统。

Cosmos 分为两个部分，一个是开发工具包（开发套件），另一个是用户套件。开发套件是为要想开发Cosmos本身而设计。用户套件是为那些对建立他们自己的操作系统感兴趣并做着和Cosmos相同的工作而设计的。开发套件可以被认为是一个Cosmos SDK。大多数用户应该从用户套件开始，因为它并不像开发套件一样反应热烈。本文侧重于用户套件。

编写你的第一个操作系统:
就像你创建其它C#项目一样创建一个新的项目，不过要选择Cosmos项目类型。



将创建一个启动项目，它看起来非常像一个标准的C＃控制台应用程序。



Program.cs中包含了启动和执行的代码。但在Windows控制台窗口中，你将看到如下：



这是你的操作系统在VMWare Player中运行！Cosmos当然也可以由虚拟工作站、Hyper-V,、Virtual PC或者真实计算机启动，但默认的，Cosmos 使用VMWare Player，因为它免费，可靠。Cosmos甚至可以在其它机器运行的时候在Visual Studio中调试。

集成调试：
调试是一个操作系统发展的主要问题。Cosmos团队并不满足于简单的建立和部署，我们希望做到开发操作系统像开发Windows应用程序一样简单。调试Cosmos的操作系统对你来说应该感到很熟悉。让我们一点点修改项目并显示其效果，并设置一个断点。



现在重新运行一次项目：



注意为什么在"One"那里停止执行？因为在Visual Studio中，我们的项目已在断点处停止。只需按F5继续，就像你在一个平常的应用程序！

除了断点，Cosmos还支持单步（F11）。但跟踪(F10)还不支持。

调试器通信:
调试器使用串行端口进行通信。正因为如此，调试只支持串行端口如VMWare的虚拟化环境。 QEMU也支持串行端口，但它的串行端口在Windows上执行时被严重破坏并且无法使用QEMU调试。要在真实的计算机中调试，你必须使用一个物理串行电缆。在未来，Cosmos也将支持通过以太网调试。

附加调试:

Cosmos将提供一些详细的方法用于与调试器通信作为附加功能。它是访问Cosmos.Kernel程序集中Cosmos.Debug命名空间下的Debugger类。此程序集适用于所有的Cosmos项目。

基于断点的代码：

Debugger.Break();

Break 可用于发布代码的中断，Visual Studio执行这条语句后就中断了。



由于Cosmos还不支持在IDE中的有条件的断点。有断点的代码在实施中非常有用。例如：

if (x == 5) {
    Debugger.Break();
}

或者，你可以调用NET类库中断。

System.Diagnostics.Debugger.Break();

这两个方法会产生相同的结果。

调试输出:
调试字符串输出到主机的调试窗口。由于Cosmos还不支持watches（注：这个watches我有点不明白），但这个功能对监视变量值和执行无断点跟踪是非常有用的。

Debugger.Send("Hello from Cosmos!");

当执行这句时，它会通过调试通道发送一条信息并显示在Visual Studio输出窗体上。



有什么收获？
确实没有收获。我这里运行的一切只是作个演示。没有使用实体模型。但是我们还有很多工作去做。我们当前的任务包括接口（foreach必备），文件系统（部分支持硬件）（注：partial support exists估计不太准确），线程，网络，和图形。我们拥有所有的原型和实验，但还没有一个被纳入Cosmos开发的主流程。

当我看到启动时Syslinux在做什么事情？
Cosmos没有在Linux上运行。被称为Syslinux的启动加载程序用以启动Cosmos。开机后， SYSLINUX不再使用。 SYSLINUX是一个引导加载程序，而不是一个Linux发行版。

获取Cosmos：
•Cosmos 网站:http://www.GoCosmos.org
•源码 – 开发套件和用户套件:http://Cosmos.CodePlex.com

许可证:
本文，连同任何相关的源代码和文件是在BSD许可证下授权。

关于作者：Chad Z. Hower aka Kudzu
翻译：ohkuy

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注：本文系原创翻译过来，版权所有，如果转载，请标明出处！
（特别是抓包的，不要忘了！）
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[天涯倦客]

[Quote=引用 221 楼 aaadddzxc 的回复:]

呵呵，引导必须汇编，你不引导 啥都是白扯，驱动必须汇编，不然没法调到操作硬件
[/Quote]
汇编也是 最终也是磁盘文件。。。

[小堇]

恩 挺有意思的 用C#编写os觉得有些困难 还是帮顶~~！

[mrsupersky]

不要 总是疑问疑问
等到 人家 开发出来了 看你还有什么屁放。。。！！！

[神-气]

学c#的都这样么...全是人才。。。

[adsw001]

牛人啊

[牛奶咖啡]

没那么简单。。。

[zack_hoo]

好贴就是得顶！

[上岸の鱼]

[Quote=引用 100 楼 gyk120 的回复:]
人家是在吐槽呢……
随便用脑子想想就知道，.Net这种高度依赖于虚拟机的语言怎么可能这么容易写出一个操作系统，你要实现一个操作系统必须先弄一个适合容纳这个操作系统的虚拟机，那虚拟机又要运行在哪个平台上面呢？
[/Quote]

真理+1

楼主，赶紧放弃你那愚蠢的念头吧，别误人子弟了。。
你要说重新造一个语言，我还是支持你的

[j9dai]

[rita_cai]

观摩顶礼ing……牛人一大叉，俺们小菜鸟慢慢埋头C#去，有C#学习ing的加个好友~~

[tokimemo]

我个人感觉目前cosmos还只是一个把C#的中间代码（IL）转换为for X86的机器码的编译器而已，要说操作系统，目前有点为时尚早，不过完全是可能的。
看了以上所有人的发言，很多人都陷入了一个误区。就是操作系统一定是汇编、c、c++这些语言才能编写的。其实不然，他们只是最接近机器码或者很容易在不同CPU的计算机上移植。所以，才做为目前我们常见的多种操作系统的主要编写语言。
所以，只要是能最终将程序转换为机器码，理论上（注意，是理论上）都可以编写类似cosmos的“操作系统”。因为，你们看到的最终产品是二进制代码，而不是C#,也不是C或C++。
虽然C#较C或C++离机器码很远，但是并不会阻碍它成为机器码。无非是所消耗的精力多一点而已，事情会更复杂而已，从理论上讲是没有任何问题的。
因为是机器码，所以c#的一切特性都没有了，你也不用顾忌是不是托管代码，也不用担心效率问题，更不用顾虑虚拟机（跑机器码还用虚拟机？？？），因为最后它只是机器码而已。
目前的cosmos只是转换工具而已（这话有点偏激，不过这个是核心功能），它的最终产品和C#已经没有太多联系了，为什么还要拽着C#不放手呢。

[fly4free]

[Quote=引用 86 楼 wwsyxy 的回复:]
Cosmos 依赖 C#
C# 依赖 .net framework
.net framework 依赖 windows
windows 依赖 cpu
Cosmos 离 cpu 太远了 这叫什么操作系统啊
[/Quote]

把这些间接依赖全部直接合并成一个，il2cpu就是干这个的吧。。

不过我猜测，最后出来的也许是“能编写操作系统的C#语言”。。。

[mgcoco]

这是他们程序里底层部分的一段代码：
public override void WriteText( Cosmos.Compiler.Assembler.Assembler aAssembler, System.IO.TextWriter aOutput )
{
if ((Prefixes & InstructionPrefixes.Repeat) != 0) {
aOutput.Write("rep ");
}
switch (Size) {
case 32:
aOutput.Write("movsd");
return;
case 16:
aOutput.Write("movsw");
return;
case 8:
aOutput.Write("movsb");
return;
default: throw new Exception("Size not supported!");
}
}
说明，他们是将C#翻译成了汇编，然后再通过其他汇编编译器编译成机器码的吧。
最后写成的操作系统快不快，就看他们这底层翻译的好不好了。

[m350780837]

新手表示看不懂！牛人很多！膜拜一下！

[jsmlbl]

过去看看，牛啊！好好学习下

[wzuomin]

关注。。。。。

[hui_zaige123]

MARK

[Change_Land]

高级语言的优势在于中小型应用程序领域，或少数大型软件开发领域，超大型软件的开发还是需要用中层语言如C++语言进行开发，操作系统，微型的话，C#或许还有用，你推荐的东西最多就是拿来自娱自乐，事实上现在自己开发操作系统的意义在于了解底层，研究底层，使用C#的话封装过多，很多底层细节无法接触到，于是就失去了研究的价值。

[Change_Land]

引用 331 楼 mgcoco 的回复:

这是他们程序里底层部分的一段代码： public override void WriteText( Cosmos.Compiler.Assembler.Assembler aAssembler, System.IO.TextWriter aOutput ) { if ((Prefixes & InstructionPrefixes.Repeat) != 0) { aOutput.Write("rep "); } switch (Size) { case 32: aOutput.Write("movsd"); return; case 16: aOutput.Write("movsw"); return; case 8: aOutput.Write("movsb"); return; default: throw new Exception("Size not supported!"); } } 说明，他们是将C#翻译成了汇编，然后再通过其他汇编编译器编译成机器码的吧。 最后写成的操作系统快不快，就看他们这底层翻译的好不好了。

赞同你的观点，C#开发操作系统意义不大。

[fomyth]

真是niubility