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미니오 소개

Minios는 32 비트 X86 아키텍처 CPU에서 실행할 수있는 운영 체제 개발 학습자를위한 소형 운영 체제 커널입니다. Minios는 운영 체제 개발의 핵심 개념과 기본 원칙을 배우고 연구하는 데 중점을두고 일반 하드웨어를 기반으로 운영 체제의 다양한 기본 서브 시스템 또는 모듈을 구현합니다.

Linux 및 FreeBSD와 같은 인기있는 운영 체제 커널은 양호하지만 커널 개발 초보자에게는 적합하지 않습니다. 한편으로,이 운영 체제 커널은 수년 동안 개발되어 왔으며 엄청난 양의 코드를 축적했습니다 (2005 년에 출시 된 Linux 커널 v2.6.12의 초기 버전에는 이미 약 4 백만 줄의 코드가 있습니다). 반면, 생산 환경에서의 응용 프로그램의 요구로 인해이 커널 코드에는 운영 체제의 기본 원칙과 관련이없는 많은 세부 사항이 포함되어있어 초보자가 핵심 포인트를 파악하기가 어렵습니다. 따라서 소량의 코드를 갖춘 간단한 운영 체제 커널로 시작하여 짧은 시간을 사용하여 운영 체제 커널 개발 필드의 핵심 개념과 기본 원칙을 익히고 특정 수준으로 이러한 기본 지식을 마스터 한 다음 Linux와 같은 실제 커널의 개발에 헌신하는 것은 상대적으로 현실적이고 실행 가능한 전략에 소비합니다. 커널 개발에 참여하지 않더라도 시작하기 쉬운 커널을 통해 운영 체제에 대한 기본 지식을 배우면보다 강력하고 수행하는 응용 프로그램을 작성하는 데 도움이됩니다.

Minios의 Github 저장소 주소는 https://github.com/doublexnine/minios입니다
Minios Release_Notes를 확인하여 미니오의 현재 개발 진행 상황에 대해 알아보십시오.

미니오 개발 도구

Minios는 주로 C 언어 및 X86 어셈블리 언어를 기반으로 개발되며 사용 된 개발 도구에는 다음이 포함됩니다.

어셈블러 nasm
C 언어 컴파일러 GCC
GNU 이진 도구 세트 바이 누틸
프로젝트 건축 도구 제작
디버거 GDB

그 중 Binutils는 정적 라이브러리 생성 도구, 파일 크기를 줄이기 위해 이진 파일에서 기호 테이블을 제거하기위한 스트립을위한 도구를 포함하여 이진 파일을 작동하기위한 일련의 도구입니다.

미니오를 실행하십시오

Minios는 현재 Floppy 디스크에서 시작되었으며 시작 프로세스는 다음과 같습니다.

BIOS 자체 테스트가 완료된 후 Boot.bin (Boot.bin)이 Floppy Disk Boot 섹터에서 메모리로로드되고 컨트롤을 Boot 프로그램에 전달합니다.
부트 로더는 플로피 디스크에서 메모리로 로더 (로더.bin)를 읽고 컨트롤러를 로더로 건네줍니다.
로더가 실행되면 플로피 디스크에서 메모리로 미니 커널 (kernel.bin)을 읽은 다음 CPU의 실제 모드에서 보호 모드로 들어가서 제어를 커널에 전달합니다.
미니 오스가 달리기 시작합니다.

Minios는 학습자를위한 운영 체제 커널이므로 현재 Bochs 및 QEMU를 포함한 옵션 가상 머신을 갖춘 가상 머신에서 주로 실행 중입니다.

Bochs에서 미니오를 실행하십시오

Bochs를 설치하려면 Ubuntu 시스템에서 sudo apt-get install bochs 직접 실행하여 설치할 수 있습니다. Bochs의 소스 코드를 먼저 다운로드 한 다음 컴파일하여 설치할 수 있습니다. 소스 코드를 통해 설치할 때 원하는 버전의 Bochs를 선택할 수 있습니다.
Minios 소스 디렉토리를 입력하고 tar zxvf misc/80m.img.tar.gz . 하드 디스크 이미지 압축 패키지에서 하드 디스크 이미지를 압축 해제하십시오.
현재 디렉토리에서 bochs 명령을 실행하여 Bochs Virtual Machine을 시작하십시오. Bochs는 먼저 Bochsrc 파일에서 구성 정보를 읽은 다음 Bochs가 제공 한 실행 프롬프트 정보를 Bochs에서 실행할 수 있도록합니다.

QEMU에서 미니오를 실행하십시오

QEMU를 설치하려면 Ubuntu 시스템에서 설치 및 설치를 위해 QEMU의 소스 코드 sudo apt-get install qemu-system-x86 다운로드 할 수 있습니다.
Minios 소스 디렉토리를 입력하고 tar zxvf misc/80m.img.tar.gz . 하드 디스크 이미지 압축 패키지에서 하드 디스크 이미지를 압축 해제하십시오.
현재 디렉토리에서 ./launch-qemu.sh 명령을 실행하여 QEMU 가상 머신을 시작한 다음 Minios가 QEMU에서 직접 실행되기 시작합니다. QEMU 가상 머신은 Bochsrc와 같은 구성 파일을 사용하지 않습니다. 구성 정보는 명령 줄 옵션을 통해 지정됩니다. 스크립트 런치 -qemu.sh에는 현재 사용되는 구성 옵션이 포함되어 있습니다.

디버깅 미니오

Bochs 또는 QEMU에 포함 된 디버깅 함수를 사용하여 미니 오스를 디버깅 할 수 있지만,이 디버깅 방법은 어셈블리 프로그램이 길고 읽기가 어렵 기 때문에 사용하기 편리하지 않습니다. 다행히 Bochs와 QEMU는 GDB 지원이 내장되어 있습니다. GDB가 제공하는 원격 디버깅 기능과 결합하여 C 소스 코드에서 Minios를 디버깅 할 수 있습니다.

Bochs+GDB로 미니 디버깅

소스 코드에서 Bochs를 컴파일하고 설치하고 컴파일 시간에 GDB 지원 옵션을 엽니 다. 그런 다음 Bochs 구성 파일에 GDB 구성 정보를 추가하십시오. 필요한 구성 옵션은 이미 Minios 소스 디렉토리의 Bochsrc-GDB 파일에 포함되어 있습니다.
Minios 소스 디렉토리에서 ./launch-bochs-gdb.sh 실행하십시오. 실행중인 쉘 스크립트는 새로운 터미널 창에서 GDB를 실행하고 커널 바이너리의 디버그 버전을로드합니다.
GDB 명령 인터페이스에서 명령 target remote :2345 실행하여 Bochs와의 연결을 설정하십시오.
GDB를 사용하여 로컬 프로그램 디버깅과 같은 미니오를 디버그하십시오.

QEMU+GDB로 미니 디버깅

QEMU를 시작할 때 GDB 지원을 활성화하기 위해 명령 줄 옵션을 추가하십시오. 필수 구성 옵션은 Minios 소스 디렉토리의 스크립트 파일 시작 -QEMU-gdb.sh에 추가되었습니다.
Minios 소스 디렉토리에서 ./launch-bochs-gdb.sh 실행하십시오. 실행중인 쉘 스크립트는 새로운 터미널 창에서 GDB를 실행하고 커널 바이너리의 디버그 버전을로드합니다.
GDB 명령 인터페이스에서 명령 target remote :1234 실행하여 QEMU와 연결을 설정하십시오.
GDB를 사용하여 로컬 프로그램 디버깅과 같은 미니오를 디버그하십시오.

일반적인 Minios 빌드 옵션

 # 编译 MiniOS 内核和用户程序 init，并写入到软盘镜像 a.img 中
make image
# 清除所有 .o 目标文件
make clean
# 清除所有 .o 目标文件和可执行文件
make realclean

참조

Yuan이 개발 한 마이크로 운영 체제 인 Orange 's는 "운영 체제의 구현"이라는 책에서 Orange의 개발 프로세스를 알려줍니다. Minios는 Orange 's를 기반으로 개발되었습니다.
MIT가 개발 한 미니어처 운영 체제 인 XV6은 UNIX V6에 의해 다시 작성되었으며 MIT의 운영 체제 과정 6.828 : 운영 체제 엔지니어링에 적용되었습니다.
Andrew S. Tanenbaum 교수가 원래 개발 한 Microkernel 운영 체제 인 Minix는 초기 Linux를 개발할 때 Minix에서 많은 기능을 물려 받았습니다. Yu Yuan은 또한 Orange를 개발할 때 Minix의 관행을 여러 번 빌 렸습니다.

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