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基於X86的操作系統從頭開始構建了用於學習目的

親吻（保持簡單的愚蠢）哲學
假定引導加載程序是grub，內核具有特定的多腳標題

特徵

較高的一半內核，內核使自己從高級，3GB區域奔跑
多任務
- 具有多任務支持的基本調度程序，Round Robin，具有相同優先級
- 計時器中斷力量上下文開關
用戶模式，內核模式區別
- GDT已通過適當的DPL設置
- 內核代碼在環0中運行，戒指3中的用戶代碼
- 系統呼叫通過int 64發生，該INT需要門描述符才能升級
initramfs
- RAMFS的標準CPIO格式（無GZIP壓縮）
- 用戶空間應用程序的標準精靈格式
叉子支撐
- 克隆父母過程，沒有牛支持
執行支持
- 用新過程覆蓋地址空間

概述

入門

構建操作系統（假設已安裝了海灣合作委員會），

make

在Qemu下運行

make qemu

運行（假設安裝了Bochs，安裝了Bochs-SDL），

make run

在QEMU下運行調試支持（GDB）

make qemu_gdb

（附加GDB，在最高級別Dir中已提供的.gdbinit文件中已提供的必需命令）

附加說明

啟動

BIOS以16位實際模式啟動處理器，GRUB啟動了32位保護模式。按GRUB規範提供了內核ELF圖像，如果GRUB在圖像的前512個字節中找到此標頭，則它將ELF在0x100000位置加載，較低的內存屬於BIOS，而其他硬件/IO映射（如VGA）。啟動代碼，從內核的_start入口點執行，並且（註釋BSS已經由GRUB初始化為零），

設置兩個4MB（尺寸擴展）的PTE，分別在0x0-0x400000和0xC0000000-0XC0400000範圍內映射內核圖像。
以前的身份圖作為EIP仍處於較低的內存範圍，後來用作較高的半映射。
堆棧指針設置為更高的半範圍，更早由1m以下的grub設置
一旦啟用了分頁，程序就會跳到更高的一半，從而從高級開始執行。

內存管理

簡單的first-fit策略內存分配器，從內核空間分配內存，在free期間還可以管理相鄰自由塊的壓實。

對於用戶空間malloc/free，提供了內部使用的sbrk系統調用，以增加系統中斷（如果需要）。內核確實需要頁表設置和返回會增加系統中斷限制。

分頁和VM

將其分為內核空間內存映射和用戶空間內存映射。內核空間映射保持恆定，並且是每個過程地址空間的一部分，僅鏈接未克隆，因為在內核空間中的一個過程也應可見其他過程。

用戶空間映射取決於exec調用，並且每個過程都有其自己的內核和用戶堆棧。

在上下文開關期間，CR3寄存器加載了當前流程頁面目錄基礎地址，並且內部也使TLB無效（翻譯LookAside Buffer）。

初始化過程

用戶空間應用程序存儲在initramfs中，這是標準精靈格式的CPIO格式拱門。在exec內核查找和解析ELF圖像中，相應地設置其頁面表。 Init進程僅啟動shell ，然後永遠掛在那裡。

調度

調度程序代表當前執行過程運行，主要在兩種情況下

如果計時器IRQ，則將交換過程
如果放棄CPU，如果過程阻止了某物或產量

內核空間與用戶空間

內核模式代碼/數據段比用戶模式代碼/數據段相應地編程的用戶模式代碼/數據段。從例外返回時，硬件會從堆棧中彈出CS（代碼段）和SS（堆棧段），以返回較低的特權級別。

我們在創建新任務時相應地對此堆棧框架進行編程，

        /* 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硬件對任務切換具有內置支持，基本上是從用戶堆棧切換到內核堆棧以及其他分割參數。為此，每個任務都需要使用自己的TSS進行設置，該TSS在上下文切換過程中進行了修改。我們不會使用硬件任務切換，而是在軟件本身中也會使用相同的操作。在任何情況下，我們都需要設置具有有效內核模式SS（堆棧段）和ESP（堆棧指針）的最低tss，以進行當前任務。