MicOS

操作系统学习代码，从零开始构建 x86 微型操作系统

目标

构建一个具有交互功能、硬件访问能力的微型操作系统

工具

• nasm x86 汇编编译器
• make 代码构建工具
• gcc C 编译器
• ld C 连接器
• ar 链接库工具
• node 6.0 以上版本，用于运行部分构建辅助工具
• VirtualBox 虚拟机

运行

# 检出代码
$ git clone https://github.com/treelite/micos.git
# 构建代码
make

使用 VirtualBox 构建一个虚拟机，添加软盘驱动器并作为第一启动设备，将 output/micos.img 作为软盘载入虚拟机

or

按照实现的过程检出每一步的 Tag 来慢慢玩儿～

任务

Hello world

第一步仍然是在屏幕上输出 "Hello, World!"，不过这次面对的是绝对的裸机，没有操作系统的那种 ...

Tag: hello

涉及的问题：

• PC 的启动过程与主引导区
• 16位汇编与实模式
• 显示控制

加载内核

512 字节的引导区毕竟空间有限不可能容纳整个操作系统，因此需要将引导程序与系统内核分开，由引导程序来完成系统内核的载入与启动。这次内核除了能显示字符串外，还要能实时显示时间了，总算有点点实际价值了 ...

Tag: loadKernel

涉及的问题：

• 调用 BIOS 中断服务操作硬件
• 实模式的地址分段
• 自定义中断处理程序

保护模式

欢迎来到 32 位的世界。引导程序在执行内核代码前，会先让 CPU 进入保护模式，以使内核摆脱 16 位的限制。同时内核也改为 C 语言书写，终于要进入操作系统的逻辑实现了 ...

Tag bit32

涉及的问题：

• 开启保护模式
• 保护模式的地址分段
• ELF 文件格式（内核使用此格式封装）

中断与分页

Tag int

启用中断与分页机制，突破了物理内存的限制，可以完整访问 4G 线性地址空间了，同时增加了简单的键盘中断处理演示 ...

涉及的问题：

• 中断与异常
• 分页机制
• 物理内存管理

另外增加了使用 docker 容器进行内核编译的方法，方便在 macOS 开发环境下进行本地编译

# Pull image
$ docker pull treelite/micos-dev-env

参考

Books

• Intel汇编语言程序设计 Intel 汇编入门书籍，最推荐，没有之一
• x86汇编语言 从实模式到保护模式 看标题就知道啦，内容正好涉及编写操作系统的基础

Manual

• Intel 汇编指令参考

Links

• OS Dev Wiki Everything you need to create OS
• 操作系统简单实现与基本原理，相关的代码在这里
• 跟我一起写操作系统
• Airix A toy OS