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https://github.com/seaswalker/tiny-os

《操作系统真象还原》一书实现的系统代码
https://github.com/seaswalker/tiny-os

learning-by-doing operating-system

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JSON representation

《操作系统真象还原》一书实现的系统代码

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README 

        
# tiny-os

## 环境准备



### Bochs



在Mac上使用以下命令安装:



```shell

brew install bochs

```



### 配置



每个章节下的bios配置部分应视bochs的具体版本而定，可自行修改：



```html

# 对应真实机器的bios

romimage: file=/usr/local/Cellar/bochs/2.6.9_2/share/bochs/BIOS-bochs-latest

# 对应真实机器的VGA bios

vgaromimage: file=/usr/local/Cellar/bochs/2.6.9_2/share/bochs/VGABIOS-lgpl-latest

```



## 说明



每个章节下的代码均可以独立运行，在对应的目录下执行以下命令即可启动：



```shell

./build.sh

```



即可启动执行。完毕之后可执行以下命令清理环境：



```shell

./clean.sh

```



## 运行



### 第三章



![结果](images/chapter_3_result.png)



### 第四章



![结果](images/chapter_4_result.png)



有以下几点需要注意:



1. 书中的源码boot.inc的DESC_LIMIT_VIDEO2定义可能有误，应修改为:



   ```assembly

   DESC_LIMIT_VIDEO2 equ 00000000000000000000000000001011b

   ```



   原因是保护模式的基地址是0xb8000，所以最后8位应该是b，而不是0，这样才能正确显示字母'P'。



   第164页的图4-11同样有问题，第4个GDT表项(显存)的base应该等于0xb8000，因为如果是图中的0xc00b8000，那么对应的物理内存地址是3072MB处，明显不合理。



2. Mac上的nasm并不支持数字中间以下划线分割的写法，会出现编译错误。



3. 第161页代码4-3的21行为:



   ```assembly

   times 60 dq 0

   ```



   Apple版本的nasm这样写会报错，原因是不能把int型的0赋给dq。稍加变通即可:



   ```assembly

   times 120 dd 0

   ```



### 第五章



#### 内存检测



这里对书中源码进行了改造，只使用e820一种方式，检测失败时会在第一行显示字符串: 'failed'，成功将在第二行显示: 'done'，如下图:



![内存检测结果](images/chapter_5_detect_memory.png)



内存检测的结果通过命令: `x /4wx 0xb00`查看，如下图:



![检测结果](images/chapter_5_memory_size.png)



结果正是我们设置的内存大小: 32MB，无误。



#### 内存分页



![内存分页结果](images/chapter_5_page_memory.png)



这一节注意要和前面的保护模式、内存检测部分结合起来。



#### 加载内核



由于此时没有可以用于打印的手段，所以正确性需要到下一章节验证。此部分需要使用Linux交叉编译器中的ld命令才可以正常链接，Mac自带的无法使用，Mac上的安装参考:



[11-kernel-crosscompiler](https://github.com/cfenollosa/os-tutorial/tree/master/11-kernel-crosscompiler)



### 第六章



#### 打印字符串



![打印字符](images/chapter_6_put_str.png)



这里是打印字符和打印字符串两者结合的效果，这里遇到了一个奇怪的问题，如果在main.c中存在除main之外的其它函数，那么实验结果将不正确，原因未知。



#### 打印数字



![打印数字](images/chapter_6_put_int.png)



### 第七章



#### ASM



![汇编中断实现](images/chapter_7_with_asm.png)



#### 改进



![改进](images/chapter_7_improve.png)



#### Timer



![timer](images/chapter_7_timer.png)



实验中的中断号与书中不同。



### 第八章



#### Assert



![Assert](images/chapter_8_assert.png)



注意, 在64位Linux系统上编译时有几点需要注意:



- GCC加上参数:



  ```bash

  -m32 -fno-stack-protector

  ```



- LD增加参数:



  ```bash

  -m elf_i386

  ```



- 在Ubuntu上使用apt安装的bximage版本较老, 创建镜像的命令为:



  ```bash

  bximage -hd -mode=flat -size=10 -q disk.img

  ```



#### 内存池



![内存池](images/chapter_8_memory_pool.png)



#### 内存分配



![内存分配](images/chapter_8_malloc.png)



注：上一节中内存池初始化代码有一个bug：用户内存池其实地址应该是0xc009a1e0，已在此节修正。



### 第九章



#### 线程启动



![线程启动](images/chapter_9_thread_start.png)



#### 线程调度



![线程调度](images/chapter_9_thread_schedule.png)



这部分两次上下文切换的过程较难理解，整理成如下的时序图:



![时序图](images/thread_schedule_graph.png)



注意:



- 如果被调度线程是第一次执行，那么转到线程对应的函数

- 如果不是第一次被调度，那么走时序图的下半部分，原因是switch_to中保存的起始地址其实是此函数的返回地址

- 虚线流程由第二次调度触发



### 第十章



#### 锁



![锁](images/chapter_10_with_lock.png)