RikaiOS

Rikaios

一个基于单片内核的微型32位X86 PC操作系统，具有一些类似于Unix的特征，并以C ++子集编写。

请注意：此元文件仍在进行中:-)

愿景 /项目目标

一个具有UNIX式功能的小桌面操作系统，该操作系统是在Hogeschool Utrecht的一年级TI学生中写成的，它可以在教育环境中使用。

在可能的情况下，牺牲性能和特征以降低复杂性并提高可读性。这应该有助于该软件在教育环境中更容易理解。然而，应实施来自霍格斯学校的OS-Courses的重要主题。

尽管它应该在真实硬件上启动，但考虑使用仿真器或虚拟机，Rikaios是为了简单起见而有意限制了受支持的硬件。

强制性免责声明：操作系统可能会融化您的主板，并在使用真实硬件，无担保，Yada Yada时食用宠物鼠标，请在您的家庭计算机上运行此之前，请阅读许可证文件中的免责声明。

屏幕截图

请参阅./aux目录。虽然不要期望任何浮华 - 目前都是串行终端捕获！

特征

及其当前功能集的操作系统是在2019年2月至7月的大约6个月内开发的。

• 一个小的2阶段引导程序
• 虚拟内存管理（分页）
• 内核线
• 用户模式过程和线程
• 先发制人的循环调度程序
• 精灵装载机
• 一个具有原始支持的虚拟文件系统
• 带有驱动程序支持的虚拟设备文件的DEVFS
• 司机：
  • 串口
  • ATA磁盘控制器
  • FAT32文件系统（目前只读）
  • 基于bochsvbe的图形适配器（支持QEMU，BOCH和VirtualBox）
  • PS/2键盘和鼠标，并带有DVORAK KEYMAP支持
• 系统调用过程创建和文件I/O
• 一个小内核友好型（阅读：异常和malloc-无）C ++标准库更换
• 一些原始的Userland工具（外壳，CP，LS，CAT等）
• Userland幻灯片演示工具
• 用于测试和查询内核统计的特殊内核外壳
• 一个针对所有OS软件的灵活的基于MakeFile的构建系统

尚未获得的功能（WIP）

Rikaios还不是完整的Linux替代品;-)

有一些需要工作或目前正在处理的功能（另请参见贡献部分）：

• 用于创建其他userland线程的syscalls
• 用于映射其他内存的syscalls（当前，进程仅限于.data - /。bss声明为内存）
• 在FAT32驱动程序中写支持
• EXT2文件系统支持
• 适当的TTY驱动程序，线纪律
• Framebuffer控制台，可能在Userland
• 其他IPC机制
• ATA驾驶员的DMA
• C标准库端口（例如Newlib或Musl），以便可以移植其他软件
• GCC（或Clang）跨编译器针对OS Userland，可以在当前构建系统之外使用
• 完全在OS内运行的GCC（或Clang）端口
• 其他较小的项目： grep -ERn 'TODO|FIXME|XXX' src/kernel/src src/kernel/include src/user/

请注意，Rikaios的目标是保持较小：例如，网络堆栈或USB驱动程序可能不会考虑实施。

依赖性

您需要安装此软件（在Linux-ish主机上）来构建和运行Rikaios：

• nasm
• lld
• LLVM
• 铛
• 编译器RT（Clang编译器运行时库）
• 分开
• mtools
• QEMU（如果您与QEMU一起跑步）
• qemu-arch-extra
• Bochs（如果您与Boch一起跑步）
• rlWrap（可选 - 命令行编辑便利）

版本号应该是最新的，尤其是对于Clang，LLVM和LLD。提供了一个Arch Linux Dockerfile（感谢@peikos），其中包括上述依赖项的兼容版本。

如果您需要的话，您可以使用GCC而不是Clang/LLVM，前提是您对i686-Elf有GCC交叉链链。有关如何切换工具链的详细信息，请参见src/kernel/Makefile 。

回购结构

目录	描述
/src/boot	引导加载程序（Bootsector和Stage2）
/src/boot/utils	引导加载程序安装程序
/src/kernel	内核代码
/src/kernel/include	内核标题暴露于Userland
/src/kernel/include/os-std	OS标准库（数学，容器等）
/src/user	Userland软件
/src/user/libsys	Userland C ++系统库
/src/disk	（FAT32）可用于操作系统的文件系统
makefile	描述
/src/Makefile	构建所有内容，创建启动磁盘并运行模拟器
/src/boot/Makefile	构建引导程序和安装程序
/src/kernel/Makefile	构建内核
/src/user/Makefile	建立用户世界

上面的每个makefile都包含（如果有），则在同一目录中使用Makefile.local文件。这使您可以覆盖任何工具链可执行的名称和路径，并可以选择添加其他目标。

如何构建 /运行

不要忘记通过-j 4 （或更高）以提高多核心系统的构建性能。

Qemu

这将构建内核和引导加载程序，并创建使用QEMU虚拟机 /仿真器运行的引导磁盘。与操作系统的串行连接在您运行make命令的终端中打开。

制作磁盘&&进行运行

当前，OS Shell和TTY驱动程序没有复杂的线条编辑功能和命令行历史的支持。为了方便起见，您可以将Qemu与rlwrap包裹起来，以利用事物主机侧的线条编辑设施（强烈建议）：

制作磁盘&& rlwrap -a进行运行

VirtualBox

为了在VirtualBox中运行，请执行以下操作：

• 使用vdi目标制作磁盘：

做VDI

然后：

• 在VirtualBox中创建无磁盘VM。
• 转到VM设置 - >系统 - >加速度
  • 检查（✓）启用VT-X/AMD-V并启用嵌套要求
• 转到VM设置 - >存储
  • 如果存在，则卸下SATA控制器。
  • 使用默认设置创建IDE控制器
  • 将disk.vdi文件添加为IDE磁盘

现在，您应该能够通过VirtualBox启动VM。

请注意，串行I/O可能很难上班。默认情况下，当前的OS版本与屏幕和键盘/鼠标的交互不多。

玩

系统启动并运行系统后，您应该在串行终端中看到一个提示（如果您连接了一个显示器，则可能会出现飞溅屏幕）。您可以使用串行终端与OS进行交互。首先，尝试help命令。

磁盘上提供了许多实用程序。通过键入ls bin来查看安装程序（假设您仍在/disk0p1目录中）。 /disk0p1/bin中的所有ELF程序都可以作为命令执行，而无需键入完整路径（将其视为隐式$PATH目录）。同样，工作目录中的任何ELF文件（例如forth.elf ）都可以通过键入其名称来运行。

要查看实用程序的工作原理或添加您自己的工作方式，请参阅此存储库的src/user目录中的REDME文件。

按下键盘上的ESC（在视频窗口中而不是串行终端）将启用内置调试实用程序内核外壳。这可用于打印有关运行过程和内存的各种统计信息和信息（在KSHELL中，请参见help命令）。

调试

您可以使用Qemu或Bochs调试内核：

• QEMU/GDB：提供熟悉的调试器接口，并具有良好的C ++集成。
• Bochs：提供更好的低级概述，并提供良好的X86错误报告，运行速度较慢。

QEMU/GDB

有关启动选项，请参见./src/gdbrc（您可以在Makefile.local中覆盖此文件路径）。

制作磁盘&&进行调试

棉布

有关配置选项，请参见./src/bochsrc（您可以在Makefile.local中覆盖此文件路径）。

制作磁盘&&制作玻璃

故障排除 /常见错误

ld.lld：错误：无法找到库-LClang_RT.Builtins -I386

1. 找到您的Clang的内置库（例如locate clang_rt.builtins ）
2. 创建文件kernel/Makefile.local ，带有内容： LD_BUILTIN_DIR += /the/directory/containing/the/clang/lib

问题 /错误

我知道目前公开可用的文档是有限的，因此请不要犹豫，打开问题或发送电子邮件。

贡献

请打开一个github / gitlab问题，以便我们可以确保任何重复的努力:-)

应在接下来的几周内对此进行正式化的过程 - 肯定可以在难度 /大小的情况下进行一些开放的问题 /功能。我将很快记录下来。

作者

• 克里斯·史密尔（Chris Smeele）

执照

该项目是根据Apache许可证2.0许可的。有关更多信息，请参见/license。

第三方软件

该操作系统是从头开始写的，只有以下例外：

• Userland目前使用移植的公共领域（Jonesforth）运输。有关更多信息，请参见./src/disk/forth.txt。