Cara Membuat Sistem Operasi (OS) Sederhana dari Nol: Panduan Langkah Demi Langkah

RAKYATCIREBON.DISWAY.ID - Membangun Sistem Operasi (OS) dari dasar adalah petualangan teknis yang sungguh menantang, tetapi memberikan pemahaman yang luar biasa. OS sederhana yang kita bicarakan di sini biasanya akan berwujud kernel monolitik yang sangat minim, hanya mampu menjalankan beberapa instruksi paling dasar. Proyek ini akan memaksa Anda mendalami pemrograman di lapisan paling bawah dan bagaimana perangkat keras benar-benar "berbicara."

BACA JUGA:Solusi Darurat! Cara Memperbaiki Windows Gagal Booting Tanpa Harus Install Ulang

1. Persiapan dan Pengetahuan Dasar

Sebelum jari Anda menyentuh keyboard untuk menulis kode, ada beberapa pilar pengetahuan yang wajib Anda kuasai:

Pondasi Bahasa Pemrograman:

• Bahasa Rakitan (Assembly): Ini adalah kunci utama. Anda akan menggunakan Assembly untuk sesi perkenalan langsung dengan prosesor dan hardware lain, terutama pada momen krusial booting dan inisiasi kernel.
• Bahasa Tingkat Tinggi (C): Sangat dianjurkan. Begitu fase booting sudah di tangan, sebagian besar kode kernel Anda sebaiknya ditulis dalam C. Ini akan membuat kode lebih efisien dan jauh lebih mudah dikelola dalam jangka panjang. 

Pencernaan Konsep OS:

Anda perlu memahami peran inti sebuah OS: Bagaimana ia mengatur memori (manajemen memori), bagaimana ia bergantian menjalankan program (penjadwalan proses), dan bagaimana ia berkomunikasi dengan perangkat luar (I/O perangkat keras). Untuk OS pertama ini, fokuskan perhatian Anda pada cara prosesor diatur dan I/O dasar.

Penentuan Platform Prosesor:

Putuskan arsitektur prosesor mana yang ingin Anda jadikan sasaran, seperti IA-32 (x86 32-bit) atau x86_64 (64-bit). Sebagai pemula, IA-32 seringkali terasa lebih ramah karena aturannya yang sedikit lebih sederhana.

2. Tahap Krusial: Bootloader

Bootloader adalah kode kecil pertama yang dieksekusi saat mesin dinyalakan. Misinya tunggal: menyiapkan panggung dan membawa kernel OS Anda ke dalam memori.

Memilih Jalur Bootloader:

• Tulis Sendiri: Opsi ini menuntut Anda untuk sangat familiar dengan BIOS (Basic Input/Output System) atau UEFI dan cara mereka memimpin proses boot.
• Gunakan yang Sudah Jadi: Ini adalah jalur yang bijak bagi pemula. Grand Unified Bootloader (GRUB) adalah alat yang sangat populer yang bisa memuat kernel Anda dengan lebih sedikit kerepotan.

Alur Proses Booting:

• BIOS/UEFI mencari tempat boot (entah itu flash drive atau hard drive).
• Kode bootloader di sektor pertama (MBR/GPT) diangkut dan dieksekusi.
• Bootloader kemudian mengambil alih, mengubah mode prosesor (misalnya, dari Real Mode ke Protected Mode), dan akhirnya, memuat kernel OS Anda ke dalam memori kerja.

BACA JUGA:Sistem Operasi Terbaik untuk Komputer Kasir dan Kantor (Windows vs Linux)

3. Jantung Sistem: Pengembangan Kernel

Kernel adalah pusat komando dari seluruh sistem operasi. Untuk proyek sederhana Anda, ia hanya perlu menampung beberapa fungsi dasar:

• Inisiasi Dasar: Setelah bootloader selesai, kernel harus segera mengatur stack dan heap (area memori penting), serta mengaktifkan hardware yang dibutuhkan untuk bekerja.
• Aktivasi Mode Prosesor: Pindah ke Protected Mode atau Long Mode (untuk 64-bit) agar OS bisa melihat dan mengakses seluruh memori dan fitur canggih prosesor.
• Pengaturan Interrupt: Ini vital. Anda perlu menyusun Interrupt Descriptor Table (IDT). Ini seperti daftar kontak darurat agar OS bisa langsung menanggapi interupsi dari hardware (seperti ketika timer berdetak atau tombol keyboard ditekan) dan juga merespons kegagalan (exception) perangkat lunak.
• Driver Perangkat Keras Sederhana: Tulis potongan kode untuk mengurus I/O paling dasar: misalnya, driver VGA untuk menampilkan teks ke layar atau kode untuk membaca apa yang diketik di keyboard.
• Antarmuka Perintah (Shell): Rancang perulangan perintah yang sangat dasar (seperti sebuah shell sederhana) yang mengizinkan pengguna untuk mengetikkan instruksi, misalnya echo atau help, dan membuat OS merespons.

BACA JUGA:Aplikasi POS Terbaik untuk Toko dan Warung di Tahun 2025: Solusi Praktis untuk UMKM Lokal

4. Produksi dan Pengujian

• Kompilasi: Ambil perkakas seperti GNU Cross-Compiler (contohnya, GCC) untuk mengubah kode C/Assembly Anda menjadi program executable yang bisa dijemput oleh bootloader.
• Pembuatan Citra (Image): Satukan bootloader dan kernel yang sudah jadi ke dalam satu image yang dapat di-boot, biasanya dalam format .ISO.
• Tes Lapangan:
  • Gunakan Emulator (software seperti QEMU atau Bochs) untuk menguji apakah OS Anda sudah bisa berjalan tanpa perlu khawatir merusak sistem utama Anda.
  • Jika berhasil di emulator, barulah Anda bisa coba mem-boot dari perangkat keras fisik (misalnya, menggunakan flash drive yang sudah dipersiapkan).

Ingat, menciptakan sistem operasi adalah maraton, bukan lari cepat. Kesuksesan awalnya mungkin hanya sesederhana melihat teks pertama Anda muncul di layar.(*)

Sumber: