छह महीने के लिए अपने स्वयं के व्यावहारिक ओएस लिखना

प्रागितिहास

आपका स्वागत है! मैं स्पष्ट रूप से सभी का स्वागत करता हूं, आज मैं आपको x86 आर्किटेक्चर के लिए एक व्यावहारिक OS लिखने के अपने अनुभव के बारे में बताना चाहूंगा।

एक वसंत की रात, मेरे पास एक शानदार विचार था - अपना खुद का ओएस लिखने की कोशिश करने के लिए, जो आपको कार्यक्रमों को चलाने, उपकरणों के साथ काम करने की अनुमति दे सकता है, और सामान्य तौर पर, आपकी आवश्यकताओं में इंटेल की वास्तुकला से बाहर की सारी शक्ति को निचोड़ सकता है: उदाहरण के लिए, आपके कारखाने के लिए या कुछ और। मेरा लक्ष्य था और ऐसे OS को लिखना, जो सभी प्रकार की ज्यादतियों पर CPU समय बर्बाद किए बिना कुछ विशिष्ट कार्यों के लिए अधिकतम प्रदर्शन की अनुमति दे सके। मूल रूप से, मैं केवल खेल की रुचि का पीछा करता हूं, सिस्टम प्रोग्रामिंग में खुद के लिए अनुभव प्राप्त कर रहा हूं और हर जगह उपयोग किए जाने वाले उपकरणों के लिए ड्राइवर लिख रहा हूं। यह आपको तय करना है कि यह क्या हुआ, मैं तुरंत कहता हूं कि आपको अपना लिनक्स वितरण बनाने के बारे में टिप्पणी नहीं लिखनी है, और मुझे ओएसडी विषय में गोता लगाने के लिए "स्क्रैच से" - स्क्रैच से सब कुछ लिखने में दिलचस्पी थी। मैं बेंजामिन लंट और OSDev फोरम के साथ-साथ उनके विकी के प्रति अपनी गहरी कृतज्ञता व्यक्त करना चाहता हूं। बेन ने मुझे EHCI से निपटने में मदद की, जिसने निस्संदेह मेरे OS - USB उपकरणों में बहुत बड़ा योगदान दिया, वे हर जगह हैं! मेरे पास अपना स्वयं का आर्किटेक्चर बनाने का कार्य भी था, जो मेरे लिए सुविधाजनक था, ईएलएफ फ़ाइल मानकों के उपयोग को छोड़कर नहीं। खैर, चलिए मुद्दे पर आते हैं।
UPD: सभी जानकारी tyk समूह में पाई जा सकती है, डॉक के साथ एक पोस्ट और एक छवि भी है (पुराना, अब मैं स्थिर संस्करण के लिए डॉक्स जोड़ रहा हूँ)

क्या किया जाता है

अब मेरा ओएस यूएसबी फ्लैश ड्राइव, चूहों, कीबोर्ड, एएचसीआई डिस्क, पीसीआई आईडीई नियंत्रक, एपीआईसी और एसीपीआई के साथ काम करने में सक्षम है, मल्टीटास्किंग को विस्थापित किया जाता है, प्रोग्राम लॉन्च किए जाते हैं, फाइलें स्ट्रीम की जाती हैं, एसवीजीए ड्राइवर 0x118 VBE मोड में काम करता है, DNS, DHCP, TCP, UPD, IPv4, HTTP, पूर्ण FAT32 ड्राइवर, RTL8139 (69) ड्राइवर और इंटेल गिगाबिट ईथरनेट काम करते हैं।

खिड़की प्रणाली, एसवीजीए के मेरे कार्यान्वयन के साथ, स्क्रीन के एक पूर्ण रिड्रा के साथ 120 एफपीएस के रूप में कई उत्पादन करने की अनुमति देती है। आइए आगे बढ़ते हैं कि यह सब कैसे लागू किया जाता है और आम तौर पर काम कर सकता है।

यह कैसे काम करता है?

इसके साथ शुरू करने के लिए, मैंने एक बूटलोडर लिखा है जिसमें एक द्वितीयक बूटलोडर लिखा है जिसमें FAT32 के साथ कर्नेल है। दूसरा बूटलोडर संरक्षित मोड में प्रवेश करता है और कर्नेल में कूदता है, जहां मैं आईडीटी को लोड और कॉन्फ़िगर करता हूं, जिसके बाद मैं पीसीआई उपकरणों को इनिशियलाइज़ करता हूं, गुठली को चालू करता हूं और सीएमडी शुरू करता हूं।

कोई पूछेगा कि आपने एसवीजीए के साथ ऐसा प्रदर्शन कैसे हासिल किया? उत्तर सरल है: कोडांतरक, कोडांतरक और कोडांतरक। एसएसई निर्देशों के बिना, जो मेमोरी कॉपी करने में बहुत तेजी लाते हैं। उदाहरण के लिए, यहाँ LFB (रैखिक फ्रेम बफर) में वीडियो बफर कॉपी करने के लिए कोड है:

.byte 0x60#Save registers in stack
mov %2,%%ecx 	#Repeat count to ecx
mov %0,%%edi 	#Video memory start to edi
mov %1,%%esi 	#Video buffer start to esi
ww1sse2:
	movaps  (%%esi),%%xmm0 #Copy 16 bytes to xmm0 from buffer
	movaps 	%%xmm0,(%%edi) #Copy from xmm0 to video memory
	movaps  16(%%esi),%%xmm0	#16 again, but + 16 from current
	movaps 	%%xmm0,16(%%edi)	#16 again, but + 16 from current
	movaps  32(%%esi),%%xmm0	#16 again, but + 32 from current
	movaps 	%%xmm0,32(%%edi)	#16 again, but + 32 from current
	movaps  48(%%esi),%%xmm0	#16 again, but + 48 from current
	movaps 	%%xmm0,48(%%edi)	#16 again, but + 48 from current
	add 	$64,%%edi	#Add 64 bytes to edi
	add 	$64,%%esi	#Add 64 bytes to esi
	dec%%ecx#Decrement count
	#test 	%%ecx,%%ecx #Compare ecx with zero
	jnz 	ww1sse2 	#If not zero, repeat again
.byte 0x61	#Restore registers from stack

, , , .

— «Watermark Allocator». , , , ..

-, .
MS-DOS: — . MBR , GPT .

— - , — .

, , — , , : , VIM.

, : , , return , - . , , - , .

: , , , , . — , , — — return'.

, , -, .

— - , - - , , ( , ) — , , .

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