1. OS 를 만드는 방법

 "OS 를 만든다." 는 크게 두 가지로 나뉜다. 기존 OS(예를 들어 Linux) 를 개조하거나, 전체를 직접 만들거나.

 OS 를 만드는 데는 요령이 있다. 그것은 처음부터 완벽히 만들려고 하지 않는 것 이다. 따라서 처음에는 장난감처럼 보이는 것을 만들고 점차 진짜에 가깝게 구현하는 방식이 좋다.

2. 도대체 OS란 뭘까?

 OS 구조와 원리 에서는 이하와 같이 설명한다:

 다양한 OS를 비교해 본 바 이 기능이 공통점이라고 말할 수 있는 것을 발견할 수는 없었다. 결국 각각의 작가가 '이것이 OS 다.' 라고 주장할 때 주변의 사람들도 '음 그런 건가?' 라고 생각하면 어떠한 소프트웨어도 OS다.

그러나 이렇게 단순하게 생각하긴 어렵고 실제 OS 는 크게 다음의 측면을 보인다:

1. 애플리케이션에 대응하는 인터페이스로써의 측면
2. 계산자원 분배자로써의 측면
3. 사람과 대면하는 인터페이스로써의 측면

- 1. 애플리케이션에 대응하는 인터페이스의 측면

 OS 가 제공하는 단순화된 인터페이스를 사용하면 애플리케이션은 쉽게 주변기기를 사용할 수 있게 된다. 또한 애플리케이션으로부터 주변기기의 세부사항을 숨김으로써 다른(동종의) 주변기기를 똑같은 인터페이스로 사용할 수 있다.

이처럼 세부사항을 숨기고 간단한 인터페이스를 제공하는 것을 추상화 (Abstraction) 라고 한다.

- 2. 계산자원 분배자로써의 측면

 계산자원이라는 것은 CPU 가 가진 계산 능력, 메모리 기억, 스토리지의 읽기 쓰기, NIC 의 송수신 등 애플리케이션 처리에 필요한 모든 자원(리소스)을 뜻한다. 이런 자원은 유한하기 때문에 하나의 애플리케이션이 독점해 버리면 다른 애플리케이션을 실행할 수 없다. (운영체제에서 이를 기아 상태라고 부름)

복잡한 애플리케이션이나 OS 를 병행해서 동작시키기 위해 적당하게 계산 자원을 분배하는 것이 OS 의 역할이다.

- 3. 사람과 대면하는 인터페이스의 측면

 PC를 사용할 때 각 애플리케이션에 통일화된 메뉴가 있으면 조작하기 쉬울 것이다. 어떤 애플리케이션에도 동일하게 보이는 외형의 메인 메뉴가 있어서 '파일' 메뉴를 클릭하면 '저장' 또는 '다른 이름으로 저장' 을 선택하는 방식이 좋은 사례다.

이처럼 애플리케이션 전반에 걸쳐 공통으로 인터페이스를 제공하는 것도 OS 의 역할이다.

3. OS 자작 절차

 이 책에서 만들려는 것은 OS 그 자체라서 다른 OS 에 의존하지 않고 동작하는 특수한 프로그램을 만들어야 한다. 다음의 순서에 따라 만들어 갈 것이다:

1. 개발용 PC 에서 OS 소스코드를 작성하고 컴파일한다.
2. 생성된 실행 파일을 USB 메모리에 복사한다.
3. 테스트용 PC 에 USB 를 연결하고 전원을 넣어 실행한다.

- 개발환경

책에서 소개하는 개발환경은 이하와 같다:

1. 테스트용 PC: GPD MicroPC
2. 개발용 PC 운영체제: Linux (Ubuntu), WSL (Windows Subsystem for Linux)
3. USB 장치: 고장이 나도 괜찮은, 용량이 작아도 무방한 값싼 USB 메모리.
4. 텍스트 에디터: Vim (역시 근본)
5. 에뮬레이터: QEMU
6. 컴파일러: Clang(+LLVM), GCC

4. OS 자작의 즐거움

 OS 자작에 정답은 없다. 독자는 절대 헤매는 것을 두려워하지 말고 다른 길로 걸어가 보길 바란다. 이 책에서 다루지 않은 기능을 구현해 보라. 이 책의 흐름을 그대로 재현하는 것만으로도 OS나 저수준 계층에 대해 나름대로의 지식을 얻을 수 있다고 생각하지만 다른 길을 모색하는 것은 더욱 더 깊이가 있는 경험을 얻을 수 있다.

 책의 내용을 깊게 이해하고 싶다면 사경(寫經)을 추천한다. 사경이란 원래 불교의 경전을 베껴 쓰는 것을 말하는데, 이 책에서 말하는 사경은 샘플코드를 복사하지 않고 자신이 입력하는 것을 의미한다.

 사경의 경우 시간이 오래 걸리지만 세부사항을 이해하면서 코드를 읽을 수 있다는 이점이 있기 때문에 더 깊게 이해할 수 있다.

5. OS 자작의 구성

1 장. 구체적으로 OS의 자작을 진행
2 ~ 3 장. 부트로더(boot loader) 를 제작
4 ~ 5 장. 도형이나 문자를 화면에 표시하는 것을 목표로 OS 작성
6 ~ 7 장. 마우스 기능의 추가 (with 인터럽트)
8 장. 메모리 관리 구조 제작
9 ~ 10 장. 윈도우 시스템 구현
11 장. 타이머 기능 구현
12 장. 키보드의 문자 입력 기능 구현
13 ~ 14 장. 멀티 태스킹 구현
15 ~ 16 장. 터미널과 명령어를 구현
17 장. 파일 시스템의 구현
18 ~ 20 장. 애플리케이션을 만들 수 있는 환경 구축
21 ~ 23 장. 시스템 콜 설계 및 구현
24 장. 터미널의 복수 구동 기능 구현
25 ~ 26 장. 애플리케이션이 파일을 읽고 쓰는 구조 설계
27 장. 애플리케이션을 위한 메모리 시스템 구축
28 장. 일본어 표시
29 장. 애플리케이션 간의 통신(파이프)
30 장. 텍스트 뷰어, 이미지 뷰어 구현

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목차만 봐도 다루는 내용이 엄청나게 방대하다. 벌써부터 떨리기 시작했다.

출처

[책] 0부터 시작하는 OS 자작입문, 우치다 코타 지음, 박주항 옮김, 에이콘 출판사