Cinux：用 C++23 从 MBR 写到 GUI 桌面的 x86_64 教学操作系统
前言
Cinux Here!
github.com/Charliechen114514/Cinux。
已严肃24小时待命PR和Issue（严肃.png）
PS: 是否用AI了？用了，必须承认这个！毕竟手搓的时候被SSE栈对齐要求艹了一顿两顿的吓哭了
从自己2022年开始接触计算机，到现在，笔者尝试冲锋过3次手搓操作系统内核，这是第三次！笔者一直想尝试回答一个问题——可以用现代C++23，来写一个操作系统内核嘛？笔者曾经尝试冲锋过两次，其中第二个还是Vibe出来的
古战场遗址这边请，前两次纯C，写的一坨
https://github.com/Charliechen114514/CCOperateSystem
https://github.com/Charliechen114514/CCOperatingSystemX64
回答这个问题之前，笔者浏览了一下国内外的项目：
自己写操作系统这件事，国内外一直都有人在做，也有一些非常优秀的项目和教材。这些项目对我的帮助不少，大家如果想，完全从这里来找找参考！
| 项目/教材 | 语言 | 架构 | GUI | 教学性 | 现代工具链 | 中文支持 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SerenityOS | C++ | x86_64 | 有（完整桌面环境） | 中（偏工程实践） | CMake + Ninja | 无官方中文 |
| MIT xv6 | C | RISC-V | 无 | 高（MIT 课程配套） | Makefile | 部分中文翻译 |
| 《操作系统真象还原》 | C + x86 汇编 | x86 | 无 | 高（面向零基础） | 较旧 | 中文原版 |
| Linux 0.11 | C | x86 | 无 | 中（历史参考） | 极旧 | 赵炯注释版 |
| OSDev Wiki | 多语言 | 多架构 | 不适用 | 中（碎片化） | 不适用 | 部分中文 |
- SerenityOS这个项目无需多言，一句话——牛逼！Andreas Kling 带着社区造出了一个功能完整的桌面操作系统，从浏览器到文本编辑器应有尽有。但 SerenityOS 的定位更偏向"工程实践"——它是一个真正可用的系统，而不是一个按部就班教你每一步怎么做的教程。代码量巨大，新手面对百万行级别的代码库很容易迷失方向（是的孩子们就是我QAQ）。
PS: 笔者就想试试看，能不能在国内再来一个类似SerenityOS的项目呢？真的好羡慕这样完备的OS！
MIT xv6是操作系统教学的标杆，笔者的操作系统从这里入门！每年 MIT 6.S081 课程都在用。它的优势在于和顶级课程的深度绑定，有完善的实验和评分体系，RISC-V 架构也更现代。但 xv6 的功能范围比较克制——没有 GUI，文件系统也比较简单，更侧重于教学核心概念。如果你的目标是理解调度、虚拟内存、系统调用这些核心机制，xv6 是非常好的选择；但如果你想把链路延伸到图形界面和真实的磁盘 I/O，就需要寻找其他资源了。
《操作系统真象还原》这本书在国内 OS 自学圈子里知名度很高，郑钢老师用非常接地气的语言讲解 x86 汇编和 C 语言实现操作系统的过程，对零基础的同学来说确实是很好的入门材料。不过这本书止步于命令行界面，没有涉及图形系统和多进程，工具链也停留在比较旧的 GCC 版本。另外书的形式天然不支持像 Git tag 这样可以逐步 checkout 代码的交互式学习体验。笔者的最开始的最开始的操作系统教程，也就是https://github.com/Charliechen114514/CCOperateSystem，就是看这本书写的！
Linux 0.11配合赵炯老师的注释版，是理解 Linux 内核的经典路径。但 0.11 版本的代码距今已经三十多年了，很多设计决策是基于当时的硬件限制（比如 80386 的内存寻址能力），直接用它来学习现代操作系统的设计理念会有一定的认知偏差。
OSDev Wiki是所有 OS 开发者的宝藏，但它是百科全书式的碎片化资源——每个主题单独讲得很清楚，但缺少一条从头到尾的线索把它们串起来。你可以在 OSDev 上查到任何你需要的硬件规格，但很难靠它规划一个完整的项目路线图。
Cinux 能做什么（目前）
所以说了这些，我的呢？
我的实现都很toy，笔者毕竟不是专业搞操作系统的，纯爱好。但也许目前为止，截止到2026年4月27日，它应该是目前唯一一个使用 C++23 freestanding 从 MBR 一路写到 GUI 桌面的教学操作系统，每个阶段都可以独立 checkout ，观察代码！
这是 Cinux 的 GUI 桌面环境。画面上有可拖动的窗口，有桌面图标可以点击启动终端，鼠标是真实可用的 PS/2 鼠标驱动，窗口之间支持 Z-order 层叠。这不是一张静态截图——整个窗口管理器、Canvas 双缓冲渲染、鼠标事件分发，是内核自己实现的。
这是纯命令行模式下的样子。内核启动后直接进入一个用户态 Shell，支持 echo、ls、cat、cd、pwd、stat、mkdir、rm、touch 这些常用命令。这些命令对应的系统调用一共有 22 个，全部通过 syscall/sysret 快速系统调用指令实现，运行在 Ring 3 用户态。
上面这个动图展示了从 QEMU 启动到进入 Shell 的完整过程。BIOS 自检 → MBR 引导 → 实模式切保护模式再切长模式 → 加载 Mini Kernel → Mini Kernel 初始化内存和中断 → 从磁盘加载 Big Kernel → Big Kernel 接管 → 最终启动用户态 Shell，全链路打通。
多终端是 Cinux 最后一个重要里程碑。每个终端窗口背后都绑着一个独立的 Shell 进程，通过 fork/execve 创建，页表采用 Copy-on-Write 机制按需复制。所以你在不同终端里执行命令是完全隔离的，各自有各自的工作目录和进程空间。
最后是文件系统。Cinux 实现了一个完整的 VFS 抽象层和 Ext2 读写驱动，底层通过 AHCI SATA 驱动访问磁盘。你可以在 Shell 里执行 touch 创建文件、mkdir 创建目录、用 echo 重定向写入内容、cat 读取、rm 删除——这些操作都是实打实地落在 Ext2 的磁盘结构上（可惜不是EXT4，笔者肝不动了QAQ）的，不是假的 ramfs（感谢AI，最开始我真的不是很了解这玩意，AI大人把我讲懂了）
Feature Help & Issue Request & 未来方向
嘿！笔者单枪匹马真的不太容易！（虽然AI牛逼，但是它写的代码完全没法恭维，约束再恨，史山照样堆啊），下面这些Feature非常需要大家的帮助！！！
Windows 构建支持：有好心人愿意试试看能不能在Windows上跑起来吗？目前 Cinux 只在 Linux/WSL 环境下验证过编译，工具链依赖 GCC 15 + CMake + QEMU。如果有熟悉 Windows 交叉编译的朋友愿意把构建流程移植到 MSVC 或 MinGW 上，欢迎大佬们提交 PR！！！这对其他不太熟悉Linux的朋友都是偌大的帮助！
更多文件系统：目前实现了 Ext2 读写和 Ramdisk，如果能加上 FAT32 或者一个简单的只读 ISO 9660 支持，会让文件系统的教学路径更完整。EXT4或者其他更酷的文件系统都是欢迎的！
调度器增强：RR调度说真的一坨稀饭，笔者其实是想尝试CFS调度的！但是奈何肝不动！有OS大佬如果看到这个项目觉得比较有趣
网络协议栈：从零实现一个最小的 TCP/IP 协议栈（哪怕只支持 ping），这对于理解网络编程和内核与硬件的交互是非常好的练习。
更多 GUI 应用：目前的 GUI 桌面有终端窗口和桌面图标，但还缺少文本编辑器、文件管理器这类"日用级"的小应用（GUI API也只是刚刚可用。。。代码质量我也不好把控，我是第一次做QAQ）。如果你对图形编程感兴趣，欢迎大幅度改进GUI Canvas API
任何写的一点都不C++的地方：一些代码必须承认AI参与了进来！笔者必须承认，一些地方写的完全不C++，如果您看到了，欢迎提Issue批评指正！或者是直接丢过来PR狠狠开喷！
其他！任何！您觉得需要出现的Feature!：毕竟刚开不久，一片荒芜啊！离类似SerenityOS那样牛的OS差距太大，这里，我们欢迎您放提任何有趣的Issue！一些Feature在我牛马含泪上班之后，看到了觉得可以实现并且做做教程，我会尝试的！
教程补全：笔者还在灼热的补全和优化教程！如果您发现一些教程缺失，或者是教程质量令人堪忧（笔者到底水平菜，也不是科班，欢迎各位OS大牛狠狠批评！）
