1. Bootlader: Je hebt een bootloader nodig – een klein programma dat vóór het besturingssysteem wordt uitgevoerd. Het is zijn taak om de hardware (geheugen, CPU, enz.) te initialiseren en de code van uw applicatie in het geheugen te laden. Populaire bootloaders zijn GRUB, maar voor bare-metal gebruik je waarschijnlijk een eenvoudigere, aangepaste bootloader geschreven in assembleertaal of een taal op een heel laag niveau, zoals C.

2. Hardware-abstractielaag (HAL): Deze laag biedt een consistente interface met de hardware, ongeacht de specifieke pc-componenten. Omdat u de stuurprogramma's van een besturingssysteem niet gebruikt, moet u uw eigen functies schrijven om met de hardware te kunnen communiceren (bijvoorbeeld lezen van schijf, toegang krijgen tot de netwerkkaart, weergeven op het scherm). Dit is zeer hardwarespecifiek en vereist meestal gedetailleerde kennis van de architectuur van de pc en de chipset.

3. Applicatiecode: Dit is het belangrijkste onderdeel van je programma. Het zal functies in de HAL aanroepen om met de hardware te communiceren en zijn taken uit te voeren. Talen als C en C++ worden vaak gebruikt voor bare-metal-programmering, omdat ze controle op laag niveau mogelijk maken. Rust wint ook aan populariteit vanwege zijn geheugenveiligheidsfuncties.

4. Systeem bouwen: Je hebt een buildsysteem nodig (zoals Make of CMake) om je code (bootloader en applicatie) te compileren in een formaat dat de hardware kan begrijpen (meestal een binaire afbeelding). Hierbij wordt vaak een cross-compiler gebruikt, omdat de doelmachine (de pc zonder besturingssysteem) geen compiler heeft.

5. Firmware: In sommige gevallen, vooral als u met hardwarefuncties op laag niveau werkt (zoals bepaalde controllers), moet u mogelijk met de firmware werken of deze zelfs aanpassen. Dit is zeer specialistisch werk.

6. Hulpmiddelen voor foutopsporing: Het debuggen van bare-metal-code kan een enorme uitdaging zijn. Je hebt gespecialiseerde debugging-tools nodig, mogelijk een JTAG-debugger of vergelijkbare hardware, om de code te doorlopen en problemen te identificeren.

In het kort: Het uitvoeren van een applicatie op een bare-metal pc is een aanzienlijke onderneming die geavanceerde programmeervaardigheden, grondige kennis van computerarchitectuur en gespecialiseerde tools vereist. Het is veel complexer dan het schrijven en uitvoeren van een applicatie binnen een besturingssysteemomgeving. Het wordt meestal alleen uitgevoerd voor zeer gespecialiseerde ingebedde systemen of systeemprogrammering op laag niveau waarbij een besturingssysteem niet haalbaar of wenselijk is (bijvoorbeeld realtime systemen met zeer strikte prestatie-eisen).