DreamOS64

注意： 开发已迁移至 codeberg：https://codeberg.org/dreamos82/DreamOs64 此处保留为同步镜像。虽然我会在此查看 issue 和 PR，但我更希望这些操作在 codeberg 上进行。

DreamOS64 只是我在远离 osdev 多年后，最近再次尝试编写内核的尝试， 但这次是 64 位。

它并不是原始 DreamOS 的真正替代品，目前我也没有长期的计划。

我启动这个项目是因为我怀念底层编程带来的兴奋感 :)

它能做什么

实际上没做什么！:D

它只是打印了操作系统名称、一个 logo 和几个其他字符串。

但在内核层面，已经实现了若干功能：

• 长模式
• 内核加载到上半区
• 基本 I/O 功能（使用 VGA BIOS）
• 基本帧缓冲支持（可以在屏幕上打印字符串，但目前仅支持屏幕的前半部分，后半部分目前会触发 #PF）
• IDT 支持
• 可以使用 4kb 页或 2Mb 页加载内核
• 添加了使用递归技术访问分页数据结构的 支持。
• 实现了基本的物理内存管理器
• 启用了分页
• 实现了基本的 kheap 内存管理器
• 添加了基本的 kmalloc, kfree
• 支持 Acpi V1 和 V2
• Local Apic 支持
• IO-Apic 支持（启用键盘 IRQ）
• 帧缓冲模式下支持 PSF v1 和 v2 字体
• 基本键盘驱动和键盘映射（大多数按键已映射）
• 它打印 Epoch 时间！ :)
• 极其基本的多任务/多线程支持
• 线程切换、thread_sleep 和基本自旋锁实现
• 基本虚拟内存实现
• 初始用户空间支持（目前只能运行一个空闲的用户空间线程）
• 基本系统调用机制（存在两个系统调用：一个从键盘读取输入，仅一次；另一个在帧缓冲的第 17 行打印缓冲区的内容）
• 初始基本 ELF 支持（来自内核模块）
• 初始 tar 支持（目前仅内核侧）：elf 从 tar 文件系统中加载。

先决条件：

以下是构建和运行所需的软件包：

• nasm
• qemu 和 qemu-kvm
• grub-mkrescue
• grub-pc-bin
• xorriso
• mtools
• Gcc 交叉编译器或 Clang

要构建 Dreamos64，需要一个支持目标架构的工具链，它可以是 gcc（在我们的情况下是 x86-64）或已安装的 clang。

关于如何构建 gcc 交叉编译器的完整指南，可以在 这里 找到，对于 DreamOS64，目标架构将是 x86-64。

对于 clang，我们只需要安装 llvm 和 lld 软件包（确切的软件包名称取决于所使用的发行版）。

编译和运行操作系统

关于如何构建 DreamOS64 以及可用参数的完整指南位于 docs 文件夹中：docs/Building.md。

构建操作系统

在构建操作系统之前，我们需要将一个 PSF 字体（v1 或 v2）复制到 fonts 文件夹中，并将其重命名为 default.psf（即使我们是在 framebuffer 关闭的情况下构建）。已经包含了一个默认字体。

一旦 build/Config.mk 中的所有参数都设置完毕，只需输入以下命令即可构建：

make

它将使用默认目标 build 并在 dist/ 文件夹中生成一个名为 的可启动 iso。

运行和调试

要在 qemu 中启动操作系统，只需使用：

make run

相反，如果我们输入：

make debug

它将启用调试符号编译操作系统，所有输出日志信息都将发送到 stdio。

最后：

make gdb

将使用调试符号编译操作系统，并启动启用了远程调试的 qemu，等待来自 gdb 的连接以开始运行。

单元测试

有一组使用断言实现的小型测试，若要运行它们，只需执行：

make tests

已知问题

• 如果在启动时通过 qemu 出现以下错误信息：

	Booting from DVD/CD...
	Boot failed: Could not read from CDROM (code 0009)

这意味着你缺少 grub-pc-bin 软件包，需要安装它。

• 如果链接步骤失败并出现多个类似以下错误信息：

src/kernel/framebuffer/framebuffer.c:122: undefined reference to `_binary_fonts_default_psf_start'

这意味着字体文件夹缺失（你需要在字体文件夹中放置一个 psf v2 或 v1 字体文件，该文件必须命名为 default.psf）

• 低于 gnu ld 2.40 的版本无法为 example_syscall 程序提供正确的 elf。这意味着如果选择的编译器是 gcc，输出的 elf 将会损坏，程序将无法正常运行。为避免此问题，请确保使用比 2.40 更新的 binutils 版本。

现在展示时间！:)

我偶尔也会发布短视频，展示 dreamos 的新功能，在我的 Makertube (Peertube) 和 Youtube 频道上。

致谢

到目前为止，非常感谢 DeanoBurrito，他为 Dreamos64 实现了多项功能（x2apic、修复了一些 bug、日志记录，以及更多即将推出的功能...），更不用说他在解释问题和审查我糟糕的代码方面提供的宝贵帮助 :) 他的操作系统也值得一提：NorthPort

最后，如果你有兴趣了解如何开发自己的内核，可以前往 https://github.com/dreamportdev/Osdev-Notes/，这是一个由我和 DeanoBurrito 维护的项目，内容关于如何从零开始编写内核。