Rozwój systemu operacyjnego w języku C ++ Pytania

Jako projekt Master projektuję prosty system operacyjny. Jest przeznaczony do działania w 16-bitowym trybie rzeczywistym na architekturze x86. Idealnie, chciałbym opracować ten system operacyjny w C ++ i tylko w razie potrzeby używać asemblera. Do tej pory mam moduł ładujący napisany w asemblerze, który ładuje jądro będące kombinacją C ++ i asm. Moje pytanie dotyczy używania C ++. Na razie skompilował się i może działać, ale nie korzystałem z dynamicznej alokacji pamięci.

Gdybym używał C, sensowne byłoby pisanie funkcji malloc, które obsługiwałyby alokację pamięci, ale w C ++ używane jest nowe słowo kluczowe. Więc...

Jak działa „nowy” za kulisami, aby przydzielić pamięć i jak bym sobie z tym poradził?

I jako następstwo ...

Czy ma sens próba użycia C ++, aby skorzystać z jego abstakcji na wyższym poziomie? A może używanie bólu byłoby bardziej uciążliwe i czy powinienem trzymać się C?

Podaj uzasadnienie, jeśli uważasz, że C ++ nie byłby dobrym wyborem.

Słowo newkluczowe przekazuje rzeczywisty przydział do operator new, który zachowuje się raczej podobnie malloc: pobiera skądś pamięć. Kompilator wykona wtedy całą magię konstruktora. Dlatego kompilator C ++ oczekuje, że biblioteka uruchomieniowa C ++ (lub twój kod) zapewni implementację operator new.

Z pewnością sensowne jest używanie C ++ do niektórych abstrakcji. Nie ma powodu, dla którego system operacyjny powinien mieć własne std::list<>. Wyjątki są znacznie bardziej kłopotliwe. Pomiędzy nimi jest gradient od przydatnych do bezużytecznych rzeczy. std::complex? Działa idealnie, ale dlaczego miałbyś go potrzebować?

Wiele zalet C ++ nad C nie ma nic wspólnego ze wsparciem środowiska wykonawczego, aw takich przypadkach tak naprawdę nie ma różnicy między kodem napisanym w C a kodem napisanym w C ++. Na przykład szablony nie robią nic w czasie wykonywania. Nie robią nic, czego nie można zrobić przy dodatkowym pisaniu. C ++ jest bardzo rozsądnym językiem do pisania systemów operacyjnych, ponieważ zapewnia dostęp niskiego poziomu, gdy jest potrzebny, w połączeniu z abstrakcjami wyższego poziomu niż C, gdy nie trzeba skupiać się na kręceniu bitów.

newrobi dwie rzeczy: pobiera skądś pamięć i uruchamia niezbędne konstruktory. W zdobywaniu pamięci nie różni się niczym malloc.

Być może uzasadnione byłoby przybliżenie kodu, który normalnie jest generowany dla newwyrażenia. Jest generowany przez kompilator, ale jeśli implementujesz go jako funkcję, wyglądałby mniej więcej tak:

template <class T>
T *new_object() { 
    void *raw_data = ::operator new(sizeof(T));
    return new(raw_data) T;
}

Jeśli zależy ci na tym new, jak to działa, (prawie) nieuniknione są następujące deletedziałania:

template <class T>
void delete_object(T const *object) { 
    object->~T();
    ::operator delete(object);
}

Jak inni już wspomniano, ::operator newi ::operator deletesą dość podstawowe podzielniki pamięci. Na przykład w systemie uniksowym prawdopodobnie nazwaliby coś podobnego brklub sbrkprzydzielili duże porcje pamięci, a następnie rozdawali mniejsze porcje z tych dużych bloków. W swoim systemie operacyjnym prawdopodobnie nadal potrzebujesz jakiegoś analogu sbrki czegoś takiego - coś, co zaczyna się od zasadniczo całej pamięci jako „wolnej” i przydziela fragmenty pamięci w razie potrzeby. Biorąc pod uwagę, że pracujesz w trybie rzeczywistym, prawdopodobnie będzie to dość proste - biorąc pod uwagę niewielką ilość dostępnej pamięci, praktyczny projekt prawie musi podkreślać mały rozmiar w porównaniu do skomplikowanych algorytmów.

Większość systemów operacyjnych jest napisanych w CI. Z drugiej strony jest to projekt mistrza, więc zrób coś innego i interesującego.