Como foram desenvolvidos os sistemas operacionais para as primeiras consolas de videojogos?

Não tinham sistemas operativos.

Os sistemas operativos para consolas só se tornaram uma coisa por volta de meados do final dos anos 90, quando consolas como a Playstation exigiam pelo menos uma BIOS rudimentar para usar o seu hardware e fornecer protecção contra cópia.

Mas nos dias de cartucho, as consolas não tinham uso para sistemas operativos.

Os jogos estavam em ROMs, que não eram discos ou drives, mas memória literal para ser mapeada para o espaço de endereçamento do espaço de endereçamento da consola. Um sistema de arquivos não é, portanto, necessário, eliminando uma razão MAIOR de consoles de jogos hoje em dia, mesmo tendo sistemas operacionais.

I/O em si foi também geralmente altamente especializado e projetado especificamente para o console, e não ia mudar ou ser revisto significativamente. E as CPUs nessas consolas tendiam a ser mais fáceis de integrar hardware em endereços memorizados também. Além disso, muitas vezes os desenvolvedores de jogos adoravam fazer uso do hardware do console de forma diferente uns dos outros.

Lembrem-se que o hardware gráfico desta época NÃO tinha pipelines programáveis. Eles não tinham pipelines de todo. Eles não eram GPUs de verdade, pelo menos no sentido moderno. Eles esperavam muitas técnicas de cálculo e acesso à memória da CPU para alguns de seus esforços. Coisas como DMA durante o vblank eram usadas pesadamente para muito do que eram efeitos gráficos "impressionantes" e o mais próximo que chegamos de "shaders" na época.

Tudo isso basicamente significava que cabia aos desenvolvedores do jogo escrever seu código de I/O também, ou usar bibliotecas de I/O que sua empresa escrevia ou eram fornecidas no SDK.

No final, absolutamente nada exigia um sistema operacional. Não havia multitarefas, nenhuma proteção de memória, nenhum relógio em tempo real, nenhum sistema de arquivos, todas as I/O e acesso a dispositivos estavam bem integrados na lógica do jogo, e as restrições de memória e tempo de CPU eram tão restritivas que um sistema operacional seria um enorme desperdício de recursos.