tinyos

Tinyos

Sistem operasi berbasis x86 yang dibangun dari awal untuk tujuan pembelajaran

• Filosofi ciuman (tetap sederhana bodoh)
• Bootloader diasumsikan grub, kernel memiliki header multiboot spesifik

Fitur

• Kernel setengah lebih tinggi, kernel mengatur dirinya sendiri untuk berjalan dari bagian yang lebih tinggi, wilayah 3GB
• Multitasking
  • Penjadwal Dasar dengan Dukungan Multitasking, Round Robin, dengan prioritas yang sama
  • Pengatur waktu konteks interupsi timer
• Mode Pengguna, Perbedaan Mode Kernel
  • GDT telah diatur dengan DPL yang sesuai
  • Kode kernel berjalan di ring 0, dan kode pengguna di ring 3
  • Sistem Panggilan Terjadi Melalui int 64 yang membutuhkan deskriptor gerbang untuk eskalasi hak istimewa
• Initramfs
  • Format CPIO standar untuk RAMFS (tidak ada kompresi GZIP)
  • Format elf standar untuk aplikasi ruang pengguna
• Dukungan garpu
  • Proses induk klon, tidak ada dukungan sapi
• Dukungan EXEC
  • Menimpa ruang alamat dengan proses baru

Ringkasan

Memulai

Untuk membangun sistem operasi (dengan asumsi GCC, NASM diinstal),

make

Untuk berlari di bawah qemu

make qemu

Untuk menjalankan (dengan asumsi bochs, bochs-sdl terpasang),

make run

Berlari di bawah QEMU dengan dukungan debugging (GDB)

make qemu_gdb

(Lampirkan GDB, perintah yang diperlukan sudah disediakan dalam file .gdbinit di dir tingkat atas)

Catatan tambahan

Bootup

BIOS memulai prosesor dalam mode nyata 16-bit, Grub memulai mode lindung 32 bit. Gambar kernel elf dilengkapi dengan header multiboot sesuai spesifikasi grub, jika Grub menemukan header ini di 512 byte gambar pertama, maka memuat Elf di lokasi 0x100000, memori yang lebih rendah milik BIOS, dan pemetaan perangkat keras/IO lainnya seperti VGA. Kode bootup, dijalankan dari _start titik masuk kernel, dan (Catatan BSS sudah nol diinisialisasi oleh grub),

• Mengatur dua PTE 4MB (Ukuran-Extended) untuk memetakan gambar kernel, masing-masing 0x0-0x400000 dan 0xc0000000-0xc0400000 kisaran.
• Peta identitas yang pertama karena EIP masih dalam kisaran memori yang lebih rendah dan kemudian berfungsi sebagai pemetaan setengah lebih tinggi.
• Stack pointer diatur dalam kisaran setengah lebih tinggi, sebelumnya ditetapkan oleh grub di bawah 1m
• Setelah paging diaktifkan, program melakukan lompat jauh ke bagian yang lebih tinggi, sehingga memulai eksekusi dari bagian yang lebih tinggi.

Manajemen memori

Alokasi memori strategi first-fit yang sederhana, mengalokasikan memori dari ruang kernel, selama free juga mengelola pemadatan blok bebas yang berdekatan.

Untuk Userspace Malloc/Free disediakan yang mana yang digunakan secara internal panggilan sistem sbrk untuk meningkatkan istirahat sistem (jika diperlukan). Kernel memang diperlukan pengaturan tabel halaman dan pengembalian meningkatkan batas istirahat sistem.

Paging dan vm

Ini dibagi menjadi pemetaan memori ruang kernel dan pemetaan memori ruang pengguna. Pemetaan ruang kernel tetap konstan dan merupakan bagian dari setiap ruang alamat, hanya terkait tidak dikloning, karena perubahan dari satu proses dalam ruang kernel harus terlihat dari proses lain juga.

Pemetaan ruang pengguna tergantung pada panggilan exec , dan setiap proses memiliki kernel sendiri serta tumpukan pengguna.

Selama sakelar konteks, register CR3 dimuat dengan alamat basis direktori halaman proses saat ini dan yang juga secara internal membatalkan TLB (Buffer Tampilan Tampilan).

Proses init

Aplikasi ruang pengguna disimpan dalam initramfs , format CPIO Archieve dalam format ELF standar. Selama kernel exec menemukan dan mem -parsing gambar ELF, mengatur tabel halamannya sesuai. Proses Init hanya memulai shell kemudian menggantung di sana selamanya.

Penjadwalan

Penjadwal berjalan atas nama proses pelaksanaan saat ini, terutama dalam dua kasus,

• Dalam hal timer IRQ, proses akan ditukar
• Dalam hal melepaskan CPU jika proses memblokir sesuatu atau hasil

Ruang kernel vs ruang pengguna

Kode mode kernel/segmen data terpisah dari kode mode pengguna/segmen data dengan tingkat hak istimewa yang diprogram sesuai. Saat kembali dari pengecualian, perangkat keras muncul CS (segmen kode) dan SS (segmen stack) dari stack untuk kembali ke tingkat hak istimewa yang lebih rendah.

Kami memprogram bingkai tumpukan ini saat membuat tugas baru,

        /* Task will start in CPL = 3, i.e. user mode */
        task -> irqf -> cs = ( SEG_UCODE << 3 ) | DPL_USER ;
        task -> irqf -> ds = ( SEG_UDATA << 3 ) | DPL_USER ;
        task -> irqf -> eflags = 0x200 ;
        task -> irqf -> ss = ( SEG_UDATA << 3 ) | DPL_USER ;

X86 Hardware memiliki dukungan bawaan untuk switching tugas, pada dasarnya beralih dari tumpukan pengguna ke stack kernel bersama dengan parameter segmentasi lainnya. Untuk ini setiap tugas perlu diatur dengan TSS sendiri, yang akan dimodifikasi selama pengalihan konteks. Kami tidak akan menggunakan switching tugas perangkat keras, tetapi akan melakukan hal yang sama dalam perangkat lunak itu sendiri. Dalam hal apa pun kita perlu mengatur ATS AT ATAS ONE TSS yang memiliki mode kernel yang valid SS (Stack Segmen) dan ESP (Stack Pointer) untuk tugas saat ini.

Sinkronisasi

FAQ acak

Berkontribusi

Jangan ragu untuk membayar dan mengirim permintaan gabungan

Kredit/Referensi

• Manual Referensi Intel v.3a
• Xv6, unix clone os
  • Kode di GitHub
• Osdev
• Tutorial Pengembangan Kernel Bran
• Tutorial Pengembangan Kernel JamesM
  • Beberapa bug yang dikenal seperti yang didokumentasikan di sini
• Buku Kecil tentang Sistem Operasi