Recursos para empezar a programar núcleos

Así que quieres programar tu propio núcleo como base para fabricar un sistema operativo que destrone a GNU/Linux, eh. Te lo advierto: apenas vas a pasar tiempo programando. La mayor parte del tiempo se va a ir en consultar información en internet, escribir el pseudocódigo de funciones y diseñar algoritmos.

Estos son los recursos que suelo consultar más, por si te sirven de algo:

  • La wiki de OSDev.org es territorio sagrado. Hay cosas que están un poco anticuadas. Hay cosas que están mal. Hay cosas que están a medio escribir desde hace 15 años. Pero sin embargo, es mejor que nada. Aunque hoy en día está más modernizado, y cuenta cosas como desarrollo para la plataforma ARM, su punto fuerte es desarrollo para la plataforma Intel (x86 y x86_64).
  • Por relación, el foro de OSDev.org. Si te abres una cuenta, el software del foro te mostrará los nuevos hilos para que puedas ver qué se cuenta. Se hacen preguntas y en general es un buen recurso para buscar ayuda a veces. Su hilo vivo de libros recomendados te puede dar ideas para consultar más, y su hilo vivo de más de 200 páginas y 15 años de historia donde puedes enseñar el aspecto de tu proyecto te puede inspirar o matar de envidia.
  • El topic en GitHub. Hay bastante movimiento y puedes encontrar repositorios con otros sistemas en los que están trabajando otras personas, también para ver qué se está moviendo. Hay también algunos tutoriales y guías en algunos repositorios en este tag.
  • El Discord de Low Level Programming contiene discusiones y conversaciones interesantes y hay canales dedicados a esto, además de hablar de programación de bajo nivel. Te vas a inflar a programación de bajo nivel, así que más vale que te guste y te encuentres confortable.

Según el camino que quieras seguir, hay más recursos en esa categoría. Salvo que te apetezca comenzar creando un cargador de arranque de los de toda la vida de 0x7C00 o te interese programar para EFI, lo más probable hoy día es que empieces jugando con programas que puedan ser cargados por algo ya existente como GRUB o Limine.

  • La especificación Multiboot 1 es necesaria tenerla a mano si quieres entender la estructura de datos que GNU GRUB te proporciona cuando arranca tu programa. Es antigua, pero muy portable. Incluso QEMU es capaz de lanzar programas compatibles usando el flag -kernel, sin necesidad de incorporar un cargador de arranque ni generar una ISO.
  • La especificación Multiboot 2, aunque también tiene muchos años, es todavía experimental. No todos los cargadores de arranque (además de GNU GRUB) lo soportan, así que puede ser un poco más complicado de depurar y arrancar. Sin embargo, soporta aspectos novedosos como más arquitecturas de ordenador además de Intel 32 bit.
  • Limine busca ser un cargador de arranque moderno y alternativo a GNU GRUB. Además de valer como cargador de arranque de propósito general (es capaz de cargar Linux), tiene su propio protocolo de arranque llamado stivale, que puede ser una alternativa a crear una imagen para Multiboot.

Aunque estos protocolos de arranque son técnicamente compatibles con cualquier tipo de archivo binario que contenga código máquina, es probable que empieces creando tus primeros ejecutables de tu núcleo usando un compilador que genera binarios que siguen el formato ELF. La especificación de la ABI SystemV contiene un capítulo dedicado a comprender el formato ELF, algo que puede ser necesario para hacer cargadores dinámicos más adelante.

Eso sería todo por ahora. Próximamente, más.