操作系统学习与实践1： 构建HelloWold，展示OS启动过程

一、概述

         本系列的目的是使用 C 和 x86 汇编语言从头开始学习操作系统 (OS) 开发，典型特点是：“增量”学习。

   实践参考：

            http://www.brokenthorn.com/Resources/OSDevIndex.html

             https://cplusplus.com/

          注：在开始对系统进行编程时，您会发现根本没有任何东西可以帮助您。上电时，系统也以 16 位实模式运行，32 位编译器不支持该模式。这是第一件重要的事情：如果你想创建一个16位实模式操作系统，你必须使用16位C编译器。但是，如果您决定创建 32 位操作系统，则必须使用 32 位 C 编译器。 16 位 C 代码与 32 位 C 代码不兼容。

二、OS基础知识

        1. 整体上操作系统向下管理硬件，向上为用户/应用提供服务，总体上功能分为：

                （1）CPU管理：主要是程序的执行，如中断、进程、调度算法等。

                （2）内存管理：主要对ROM、RAM等的管理，包括分配内存、释放内存、内存保护。

                （3）设备管理：即IO设备，包括FLASH， 硬盘、USB、鼠标、键盘、显示器等读写。

                 （4）文件系统：主要是对数据存储管理，包括读写操作。

                 （5）UI界面： 包括shell命令行和图形化操作界面。

                 （6）信息安全： 授权访问管理，如用户、角色权限访问管理。

        2. 操作系统启动过程

        操作系统的启动过程是一个复杂且关键的步骤，它涉及到硬件、固件（BIOS/UEFI）、引导程序（Bootloader）以及操作系统本身的多个阶段。以下是一个简化的概述，描述了从计算机开机到操作系统完全加载的典型过程：

       (1）上电与自检（Power-On Self-Test, POST）：当计算机接通电源后，首先进行的是上电自检（POST）。这是由计算机的固件（BIOS或UEFI）执行的一系列检查，用于确保硬件设备（如CPU、内存、硬盘、外设等）正常工作。如果POST检测到任何问题，计算机可能会发出声音或显示错误信息。

      （2）固件初始化：固件（BIOS或UEFI）初始化后，会寻找可启动的设备。这通常是通过在硬盘、SSD、光盘驱动器、USB设备等中查找引导扇区来完成的。固件会按照预设的启动顺序检查这些设备。

      （3）引导加载程序（Bootloader）：一旦固件找到了可启动的设备，它会读取该设备的第一个扇区（引导扇区），这个扇区通常包含一个小型的引导加载程序。这个程序的任务是加载更复杂的引导管理程序或直接加载操作系统。

       （4） 加载操作系统内核：引导加载程序接下来会加载操作系统的内核到内存中。这通常涉及到从硬盘或其他存储介质读取内核文件，并将其复制到内存中适当的位置。

       （5）内核初始化：内核被加载到内存后，控制权被交给内核。内核初始化各种驱动程序，设置中断处理程序，初始化系统服务和进程调度器等。这一步骤是操作系统启动过程中最关键的部分。        

        （6）系统服务和守护进程：内核初始化完成后，它会启动系统服务和守护进程，如网络服务、日志系统等。

          （7）用户界面：操作系统会加载用户界面。对于图形界面（如Windows、macOS或Linux的桌面环境