从零开始写 OS 内核 - 准备工做

系列目录

• 准备工做
• 从 BIOS 开始启动到实模式
• 进入保护模式
• 加载并进入内核
• 显示与打印
• GDT 和 IDT，中断处理
• 打开虚拟内存
• 实现堆和 malloc
• 建立第一个内核线程
• 多线程运行与切换
• 锁与多线程同步
• 进程的实现
• 进入用户态
• 一个简单的文件系统
• 加载可执行程序
• 系统调用的实现
• 键盘驱动
• 运行 shell

安装 Bochs

Bochs 是一个硬件模拟器，咱们写的内核将运行在上面，后续全部的开发调试工做也将在这上面进行，因此第一步就是安装它。个人开发环境是 Linux Mint 系统，你用 Ubuntu 也同样，能够直接安装：

sudo apt install bochs

要是这种方法不行的话，能够直接去官网下载源码包编译安装，这种方法我也试过是 ok 的。不过在安装过程当中会遇到一些第三方依赖的库不全的问题，那就逢山开路遇水搭桥，把依赖都安装上就行，在这里我就不细说了，须要你本身动手想一想办法，不会很难的，网上也有一些教程能够参考。

至于其它系统我没试过，可是编译源码包安装的方式确定是行得通的。

运行 Bochs

首先你需一个 Bochs 运行的配置文件 bochsrc.txt，这是我用的：

# 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

这里最重要的部分就是 Disk 相关配置，咱们这里用到了一个磁盘，这也是后面的 boot loader 和内核镜像盘，系统就是用该盘启动。固然这不是真的磁盘。就是一个镜像文件。

其中 path="scroll.img" 就是镜像文件，这里和配置文件 bochsrc.txt 在同一路径下，因此就很简单。名字你随便起，个人叫 scroll，至于为何后面再说。固然如今咱们尚未内核镜像文件，你能够随便找个空文件。

后面的 cylinders，heads，spt 几个都是硬盘硬件相关的一些参数了，什么柱面柱头之类的没必要深究。Bochs 有一个命令行工具 bximage，能够帮你肯定这个参数，你只须要告诉它你的镜像文件会有多大。

一切就绪，能够运行 Bochs 了：

bochs -f bochsrc.txt

创建项目

话说目前为止咱们的项目还没建起来，因此先去 Git 建一个吧。我先给出个人 Git 项目地址，你能够先参考下，也能够下载下来运行里面的 ./start.sh 脚本，看下运行效果。

我给这个项目起的名字叫 scroll，中文意思就是卷轴，就是这东西：

卷轴，就是一张纸，一幅画卷。在咱们这里就是内存，磁盘，从一片空白开始，而那支画笔就是 CPU。整个内核的启动，运行，本质上就是 CPU 和内存之间的一场对话，CPU 在内存上来回跳跃，翻转腾挪，勾画出一个庞大复杂的工程系统，这就是 OS。

下一篇开始，咱们将正式进入 OS 的启动：BIOS 到实模式运行。