1. Bootloader: È necessario un bootloader:un piccolo programma che funziona prima del sistema operativo. Il suo lavoro è inizializzare l'hardware (memoria, CPU, ecc.) E caricare il codice dell'applicazione in memoria. I bootloader popolari includono Grub, ma per Bare-Metal, probabilmente utilizzerai un bootloader personalizzato più semplice scritto in linguaggio di assemblaggio o un linguaggio di livello molto basso come C.
2. Livello di astrazione hardware (HAL): Questo livello fornisce un'interfaccia coerente all'hardware indipendentemente dai componenti specifici del PC. Dal momento che non stai usando i driver di un sistema operativo, devi scrivere le tue funzioni per interagire con l'hardware (ad esempio, leggere dal disco, accedere alla scheda di rete, visualizzare sullo schermo). Questo è altamente specifico per hardware e di solito richiede una conoscenza dettagliata dell'architettura del PC e del suo chipset.
3. Codice dell'applicazione: Questa è la parte principale del tuo programma. Chiamerà funzioni nell'AL HAL per interagire con l'hardware ed eseguire le sue attività. I linguaggi come C e C ++ sono spesso utilizzati per la programmazione a metallo nudo perché consentono il controllo di basso livello. Rust sta guadagnando popolarità anche per le sue caratteristiche di sicurezza della memoria.
4. Sistema di costruzione: Avrai bisogno di un sistema di build (come fare o cmake) per compilare il codice (bootloader e l'applicazione) in un formato che l'hardware può capire (in genere un'immagine binaria). Ciò comporta spesso l'utilizzo di un campilatore perché la macchina target (il PC senza sistema operativo) non ha un compilatore.
5. Firmware: In alcuni casi, soprattutto se si interagisce con funzionalità hardware di basso livello (come alcuni controller), potrebbe essere necessario lavorare o addirittura modificare il firmware. Questo è un lavoro altamente specializzato.
6. Strumenti di debug: Il debug di codice a metallo nudo può essere estremamente impegnativo. Avrai bisogno di strumenti di debug specializzati, potenzialmente un debugger JTAG o hardware simile, per passare attraverso il codice e identificare i problemi.
In breve: L'esecuzione di un'applicazione su un PC a metallo nudo è un'impresa significativa che richiede capacità di programmazione avanzate, conoscenza intima dell'architettura informatica e strumenti specializzati. È molto più complesso della scrittura e nell'esecuzione di un'applicazione all'interno di un ambiente del sistema operativo. Di solito è intrapreso solo per sistemi integrati altamente specializzati o programmazione di sistemi di basso livello in cui un sistema operativo non è fattibile o desiderabile (ad esempio, sistemi in tempo reale con requisiti di prestazioni molto rigorosi).
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