TravorOS

Travoros - desenvolvendo com simplificação

Este é o primeiro sistema operacional que criei. Está escrito em dois idiomas: C Language and Assembly.

Este projeto foi ativado desde 15 de dezembro de 2017

Índice

• Plano de trabalho

• Bootloader

  • Personalizado

    • Setor de inicialização

    • Estágio 2

  • Grub

• Kernel

• Gerenciamento de memória

  • Página Alocador de quadros

  • Alocação de memória dinâmica

• Sistema de construção

Plano de trabalho

• Escreva texto para VGA

• Interrupção da CPU (IDT, ISRS, IRQs, etc.)

• Leia o personagem do teclado PS/2

• Leia a string do teclado PS/2

• Memória virtual (paginação, molduras, etc.)

• Alocação de quadros de página e desarlocação

• Alocação de memória dinâmica (Liballoc)

• Timer da CPU

• Obtenha informações da CPU

• Relógio em tempo real: para que possamos saber quando o filme começa

• Rastreamento da pilha do kernel

• Multitarefa

• Processos no modo de usuário

• Driver de disco rígido

• Driver de disco disquete

• Sistema de arquivos

• Interface gráfica do usuário

Bootloader

Personalizado

Este sistema operacional usa um carregador de inicialização de 2 estágios. Caso o segundo estágio seja quando entramos no modo protegido e chama o kernel.

Setor de inicialização

Os primeiros 512 bytes da minha imagem de disquete contém o setor de inicialização que faz muitas coisas que o modo protegido não pode fazer. (por exemplo, carregando material do disco). Em seguida, ele salta para o segundo estágio carregado em 0x7E00 (logo após o setor de inicialização).

Estágio 2

Este estágio carrega o GDT e entra no modo protegido e copia o kernel carregado pelo setor de inicialização de 0x1000 a 0x100000 (1 MB). Por último salto!

Grub

O tamanho do kernel está sempre crescendo, mas nem sempre posso aumentar os setores para carregar. Como uma solução. Eu decido usar o grub. O kernel é armazenado como uma imagem ELF ( kernel.img ) em um CD que usa ISO 9660 como seu sistema de arquivos. O GRUB também suporta o MultiBoot, para que meu sistema operacional possa trabalhar em conjunto com outras pessoas (Windows, Linux, etc.).

Kernel

Entramos no modo protegido, o que significa que não temos acesso às funções do BIOS. Portanto, esse kernel precisa reimplementar essas funções para controlar o hardware.

Agora, reimplei dispositivos padrão: tela e teclado. No desenvolvimento adicional. Vou implementar o driver de disco.

Gerenciamento de memória

Este sistema operacional usa segmentação e paginação para fornecer proteção de memória. Na minha tabela de descritores globais , coloquei 5 descritores de segmentos:

1. Segmento nulo

2. Segmento de código para kernel : o segmento onde meu código do kernel pertence

3. Segmento de dados para kernel : o segmento onde minhas variáveis ​​globais do kernel pertencem a

4. Segmento de código para usuário : atualmente não está usando

5. Segmento de dados para o usuário : o mesmo que 4

Eu também habilito a paginação. Agora, mapeei intencionalmente a quarta página na tabela de primeira página para not-present e read-only , para que você possa gerar uma falha de página executando a entrada de bsod na linha de comando do meu sistema operacional.

Página Alocador de quadros

Esse kernel fornece um alocador de quadros de página , para que o gerenciamento de memória seja mais conveniente e serei mais fácil de abordar a multitarefa.

Como o tutorial de Jamesm sugere, usarei um bitset para determinar se um quadro é livre ou não.

           1: Allocated      0: Free
                 v              v
frame_bitset: 11110111110101111101111111
                  ^
            get_free_frame()

Alocação de memória dinâmica

Atualmente, implementei um Maloc de colocação sem graça , porque todas as variáveis ​​usadas pelo kernel nunca precisam ser libertadas até que os poderes desativem.

 Heap Allocation
-----------------------------------------------
Allocated |
Memory    | Free.......until the end of memory
          |
-----------------------------------------------

Por ser preguiçoso, porto um alocador de memória de terceiros chamado liballoc , que exigia apenas poucas funções no meu sistema operacional.

Sistema de construção

Este projeto usa o GNU fabricar para construir. Portanto, a maneira de construir é digitar make , se ocorrerem problemas durante a construção, o tipo make make dep antes. Abra um problema se ainda preso.

Se você não estiver usando Linux ou WSL (Subsistema do Windows para Linux), precisará baixar um compilador cruzado daqui. Em seguida, modifique CC e LD em config.mk .