從零開始寫 OS 內核 - 準備工做

系列目錄

• 準備工做
• 從 BIOS 開始啓動到實模式
• 進入保護模式
• 加載並進入內核
• 顯示與打印
• GDT 和 IDT，中斷處理
• 打開虛擬內存
• 實現堆和 malloc
• 建立第一個內核線程
• 多線程運行與切換
• 鎖與多線程同步
• 進程的實現
• 進入用戶態
• 一個簡單的文件系統
• 加載可執行程序
• 系統調用的實現
• 鍵盤驅動
• 運行 shell

安裝 Bochs

Bochs 是一個硬件模擬器，咱們寫的內核將運行在上面，後續全部的開發調試工做也將在這上面進行，因此第一步就是安裝它。個人開發環境是 Linux Mint 系統，你用 Ubuntu 也同樣，能夠直接安裝：

sudo apt install bochs

要是這種方法不行的話，能夠直接去官網下載源碼包編譯安裝，這種方法我也試過是 ok 的。不過在安裝過程當中會遇到一些第三方依賴的庫不全的問題，那就逢山開路遇水搭橋，把依賴都安裝上就行，在這裏我就不細說了，須要你本身動手想一想辦法，不會很難的，網上也有一些教程能夠參考。

至於其它系統我沒試過，可是編譯源碼包安裝的方式確定是行得通的。

運行 Bochs

首先你需一個 Bochs 運行的配置文件 bochsrc.txt，這是我用的：

# RAM size
megs: 32
# Change to your Bochs installation path
romimage: file=/usr/share/bochs/BIOS-bochs-latest
vgaromimage: file=/usr/share/bochs/VGABIOS-lgpl-latest

# Disk
boot: disk
ata0: enabled=1, ioaddr1=0x01f0, ioaddr2=0x03f0, irq=14
ata0-master: type=disk, path="scroll.img", mode=flat, cylinders=6, heads=16, spt=63

log: bochsout.txt

mouse: enabled=0
keyboard_mapping: enabled=1, map=/usr/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map
clock: sync=realtime
cpu: ips=1000000

這裏最重要的部分就是 Disk 相關配置，咱們這裏用到了一個磁盤，這也是後面的 boot loader 和內核鏡像盤，系統就是用該盤啓動。固然這不是真的磁盤。就是一個鏡像文件。

其中 path="scroll.img" 就是鏡像文件，這裏和配置文件 bochsrc.txt 在同一路徑下，因此就很簡單。名字你隨便起，個人叫 scroll，至於爲何後面再說。固然如今咱們尚未內核鏡像文件，你能夠隨便找個空文件。

後面的 cylinders，heads，spt 幾個都是硬盤硬件相關的一些參數了，什麼柱面柱頭之類的沒必要深究。Bochs 有一個命令行工具 bximage，能夠幫你肯定這個參數，你只須要告訴它你的鏡像文件會有多大。

一切就緒，能夠運行 Bochs 了：

bochs -f bochsrc.txt

創建項目

話說目前爲止咱們的項目還沒建起來，因此先去 Git 建一個吧。我先給出個人 Git 項目地址，你能夠先參考下，也能夠下載下來運行裏面的 ./start.sh 腳本，看下運行效果。

我給這個項目起的名字叫 scroll，中文意思就是卷軸，就是這東西：

卷軸，就是一張紙，一幅畫卷。在咱們這裏就是內存，磁盤，從一片空白開始，而那支畫筆就是 CPU。整個內核的啓動，運行，本質上就是 CPU 和內存之間的一場對話，CPU 在內存上來回跳躍，翻轉騰挪，勾畫出一個龐大複雜的工程系統，這就是 OS。

下一篇開始，咱們將正式進入 OS 的啓動：BIOS 到實模式運行。