RikaiOS

Rikaios

一個基於單片內核的微型32位X86 PC操作系統，具有一些類似於Unix的特徵，並以C ++子集編寫。

請注意：此元文件仍在進行中:-)

願景 /項目目標

一個具有UNIX式功能的小桌面操作系統，該操作系統是在Hogeschool Utrecht的一年級TI學生中寫成的，它可以在教育環境中使用。

在可能的情況下，犧牲性能和特徵以降低複雜性並提高可讀性。這應該有助於該軟件在教育環境中更容易理解。然而，應實施來自霍格斯學校的OS-Courses的重要主題。

儘管它應該在真實硬件上啟動，但考慮使用仿真器或虛擬機，Rikaios是為了簡單起見而有意限制了受支持的硬件。

強制性免責聲明：操作系統可能會融化您的主板，並在使用真實硬件，無擔保，Yada Yada時食用寵物鼠標，請在您的家庭計算機上運行此之前，請閱讀許可證文件中的免責聲明。

屏幕截圖

請參閱./aux目錄。雖然不要期望任何浮華 - 目前都是串行終端捕獲！

特徵

及其當前功能集的操作系統是在2019年2月至7月的大約6個月內開發的。

• 一個小的2階段引導程序
• 虛擬內存管理（分頁）
• 內核線
• 用戶模式過程和線程
• 先發製人的循環調度程序
• 精靈裝載機
• 一個具有原始支持的虛擬文件系統
• 帶有驅動程序支持的虛擬設備文件的DEVFS
• 司機：
  • 串口
  • ATA磁盤控制器
  • FAT32文件系統（目前只讀）
  • 基於bochsvbe的圖形適配器（支持QEMU，BOCH和VirtualBox）
  • PS/2鍵盤和鼠標，並帶有DVORAK KEYMAP支持
• 系統調用過程創建和文件I/O
• 一個小內核友好型（閱讀：異常和malloc-無）C ++標準庫更換
• 一些原始的Userland工具（外殼，CP，LS，CAT等）
• Userland幻燈片演示工具
• 用於測試和查詢內核統計的特殊內核外殼
• 一個針對所有OS軟件的靈活的基於MakeFile的構建系統

尚未獲得的功能（WIP）

Rikaios還不是完整的Linux替代品;-)

有一些需要工作或目前正在處理的功能（另請參見貢獻部分）：

• 用於創建其他userland線程的syscalls
• 用於映射其他內存的syscalls（當前，進程僅限於.data - /。bss聲明為內存）
• 在FAT32驅動程序中寫支持
• EXT2文件系統支持
• 適當的TTY驅動程序，線紀律
• Framebuffer控制台，可能在Userland
• 其他IPC機制
• ATA駕駛員的DMA
• C標準庫端口（例如Newlib或Musl），以便可以移植其他軟件
• GCC（或Clang）跨編譯器針對OS Userland，可以在當前構建系統之外使用
• 完全在OS內運行的GCC（或Clang）端口
• 其他較小的項目： grep -ERn 'TODO|FIXME|XXX' src/kernel/src src/kernel/include src/user/

請注意，Rikaios的目標是保持較小：例如，網絡堆棧或USB驅動程序可能不會考慮實施。

依賴性

您需要安裝此軟件（在Linux-ish主機上）來構建和運行Rikaios：

• nasm
• lld
• LLVM
• 鐺
• 編譯器RT（Clang編譯器運行時庫）
• 分開
• mtools
• QEMU（如果您與QEMU一起跑步）
• qemu-arch-extra
• Bochs（如果您與Boch一起跑步）
• rlWrap（可選 - 命令行編輯便利）

版本號應該是最新的，尤其是對於Clang，LLVM和LLD。提供了一個Arch Linux Dockerfile（感謝@peikos），其中包括上述依賴項的兼容版本。

如果您需要的話，您可以使用GCC而不是Clang/LLVM，前提是您對i686-Elf有GCC交叉鍊鍊。有關如何切換工具鏈的詳細信息，請參見src/kernel/Makefile 。

回購結構

目錄	描述
/src/boot	引導加載程序（Bootsector和Stage2）
/src/boot/utils	引導加載程序安裝程序
/src/kernel	內核代碼
/src/kernel/include	內核標題暴露於Userland
/src/kernel/include/os-std	OS標準庫（數學，容器等）
/src/user	Userland軟件
/src/user/libsys	Userland C ++系統庫
/src/disk	（FAT32）可用於操作系統的文件系統
makefile	描述
/src/Makefile	構建所有內容，創建啟動磁盤並運行模擬器
/src/boot/Makefile	構建引導程序和安裝程序
/src/kernel/Makefile	構建內核
/src/user/Makefile	建立用戶世界

上面的每個makefile都包含（如果有），則在同一目錄中使用Makefile.local文件。這使您可以覆蓋任何工具鏈可執行的名稱和路徑，並可以選擇添加其他目標。

如何構建 /運行

不要忘記通過-j 4 （或更高）以提高多核心系統的構建性能。

Qemu

這將構建內核和引導加載程序，並創建使用QEMU虛擬機 /仿真器運行的引導磁盤。與操作系統的串行連接在您運行make命令的終端中打開。

製作磁盤&&進行運行

當前，OS Shell和TTY驅動程序沒有復雜的線條編輯功能和命令行歷史的支持。為了方便起見，您可以將Qemu與rlwrap包裹起來，以利用事物主機側的線條編輯設施（強烈建議）：

製作磁盤&& rlwrap -a進行運行

VirtualBox

為了在VirtualBox中運行，請執行以下操作：

• 使用vdi目標製作磁盤：

做VDI

然後：

• 在VirtualBox中創建無磁盤VM。
• 轉到VM設置 - >系統 - >加速度
  • 檢查（✓）啟用VT-X/AMD-V並啟用嵌套要求
• 轉到VM設置 - >存儲
  • 如果存在，則卸下SATA控制器。
  • 使用默認設置創建IDE控制器
  • 將disk.vdi文件添加為IDE磁盤

現在，您應該能夠通過VirtualBox啟動VM。

請注意，串行I/O可能很難上班。默認情況下，當前的OS版本與屏幕和鍵盤/鼠標的交互不多。

玩

系統啟動並運行系統後，您應該在串行終端中看到一個提示（如果您連接了一個顯示器，則可能會出現飛濺屏幕）。您可以使用串行終端與OS進行交互。首先，嘗試help命令。

磁盤上提供了許多實用程序。通過鍵入ls bin來查看安裝程序（假設您仍在/disk0p1目錄中）。 /disk0p1/bin中的所有ELF程序都可以作為命令執行，而無需鍵入完整路徑（將其視為隱式$PATH目錄）。同樣，工作目錄中的任何ELF文件（例如forth.elf ）都可以通過鍵入其名稱來運行。

要查看實用程序的工作原理或添加您自己的工作方式，請參閱此存儲庫的src/user目錄中的REDME文件。

按下鍵盤上的ESC（在視頻窗口中而不是串行終端）將啟用內置調試實用程序內核外殼。這可用於打印有關運行過程和內存的各種統計信息和信息（在KSHELL中，請參見help命令）。

偵錯

您可以使用Qemu或Bochs調試內核：

• QEMU/GDB：提供熟悉的調試器接口，並具有良好的C ++集成。
• Bochs：提供更好的低級概述，並提供良好的X86錯誤報告，運行速度較慢。

QEMU/GDB

有關啟動選項，請參見./src/gdbrc（您可以在Makefile.local中覆蓋此文件路徑）。

製作磁盤&&進行調試

棉布

有關配置選項，請參見./src/bochsrc（您可以在Makefile.local中覆蓋此文件路徑）。

製作磁盤&&製作玻璃

故障排除 /常見錯誤

ld.lld：錯誤：無法找到庫-LClang_RT.Builtins -I386

1. 找到您的Clang的內置庫（例如locate clang_rt.builtins ）
2. 創建文件kernel/Makefile.local ，帶有內容： LD_BUILTIN_DIR += /the/directory/containing/the/clang/lib

問題 /錯誤

我知道目前公開可用的文檔是有限的，因此請不要猶豫，打開問題或發送電子郵件。

貢獻

請打開一個github / gitlab問題，以便我們可以確保任何重複的努力:-)

應在接下來的幾週內對此進行正式化的過程 - 肯定可以在難度 /大小的情況下進行一些開放的問題 /功能。我將很快記錄下來。

作者

• 克里斯·史密爾（Chris Smeele）

執照

該項目是根據Apache許可證2.0許可的。有關更多信息，請參見/license。

第三方軟件

該操作系統是從頭開始寫的，只有以下例外：

• Userland目前使用移植的公共領域（Jonesforth）運輸。有關更多信息，請參見./src/disk/forth.txt。