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x64 smp operating system

一個簡單的操作系統, 可以在x86-64多核處理器上運行.

背景

這是我在操作系統實驗課程中完成的作業, 由於課上只講了在32位單核CPU上的操作系統設計, 而我對在多核處理器上運行的操作系統比較感興趣, 因此選擇了在x64對稱多處理器上寫一個操作系統這一作業.

開發環境

使用Ubuntu 16.04開發. 安裝依賴:

 apt install make gcc gdb qemu

運行

 make qemu

技術要點

• 為應用程序提供進程/線程API, 支持進程/線程的創建, 等待, 取消, 睡眠等操作.

• 實現了進程創建過程中的內存copy-on-write技術.

• 通過恰當的同步互斥機制避免多個CPU執行指令時的競爭條件.

• 利用LAPIC/IOAPIC實現多核CPU的啟動和中斷控制.

• 通過thread_local變量存儲與特定CPU相關的變量.

已實現的系統調用

編號	名稱
0	fork
1	exit
2	thread_create
3	thread_exit
4	wait_process
5	wait_thread
6	get_pid
7	get_tid
8	kill_process
9	kill_thread
10	sleep
11	open
12	close
13	read
14	write
15	unlink
16	readdir
17	stat
18	mkdir
19	rmdir
20	lseek
21	exec

遠期目標

• 實現信號機制.

• 實現對一個常用文件系統的支持.

• TCP/IP協議棧.