Develop your own OS kernel by reusing Linux infrastructure, based on x86-64/Linux Kernel 5.4.34.
mykernel 1.0 based on IA32/Linux Kernel 3.9.4.
wget https://raw.github.com/mengning/mykernel/master/mykernel-2.0_for_linux-5.4.34.patch
sudo apt install axel
axel -n 20 https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.4.34.tar.xz
xz -d linux-5.4.34.tar.xz
tar -xvf linux-5.4.34.tar
cd linux-5.4.34
patch -p1 < ../mykernel-2.0_for_linux-5.4.34.patch
sudo apt install build-essential libncurses-dev bison flex libssl-dev libelf-dev
make defconfig # Default configuration is based on 'x86_64_defconfig'
# 使用allnoconfig编译出来qemu无法加载启动,不知道为什么?有明白的告诉我,完整编译太慢了,消耗的资源也多。
make -j$(nproc) # 编译的时间比较久哦
sudo apt install qemu # install QEMU
qemu-system-x86_64 -kernel arch/x86/boot/bzImage
感谢meilihao 提交了pr #14 ,通过如下方法可以解决allnoconfig编译出来qemu无法加载启动的问题
$ make allnoconfig
$ make menuconfig
General setup ---> Configure standard kernel features ---> Enable support for printk ---> yes
64-bit kernel ---> yes # 如果不需要64bit支持, 这个也可不要
Device Drivers ---> Character devices ---> Enable TTY ---> yes
从qemu窗口中您可以看到my_start_kernel在执行,同时my_timer_handler时钟中断处理程序周期性执行。
进入mykernel目录您可以看到qemu窗口输出的内容的代码mymain.c和myinterrupt.c。当前有一个CPU执行C代码的上下文环境,同时具有中断处理程序的上下文环境,我们通过Linux内核代码模拟了一个具有时钟中断和C代码执行环境的硬件平台。
您只要在mymain.c基础上继续写进程描述PCB和进程链表管理等代码,在myinterrupt.c的基础上完成进程切换代码,一个可运行的小OS kernel就完成了。start to write your own OS kernel, enjoy it!
- mykernel-2.0 patch generated by this command:
- diff -Naur linux-5.4.34 linux-5.4.34-mykernel > mykernel-2.0_for_linux-5.3.34.patch
- mypcb.h、mymain.c和myinterrupt.c实现了一个简单的时间片轮转调度进程的精简内核,如下为进程上下文切换的关键代码(视频讲解):
printk(KERN_NOTICE ">>>switch %d to %d<<<\n",prev->pid,next->pid);
/* switch to next process */
asm volatile(
"pushq %%rbp\n\t" /* save rbp of prev */
"movq %%rsp,%0\n\t" /* save rsp of prev */
"movq %2,%%rsp\n\t" /* restore rsp of next */
"movq 1ドルf,%1\n\t" /* save rip of prev */
"pushq %3\n\t"
"ret\n\t" /* restore rip of next */
"1:\t" /* next process start here */
"popq %%rbp\n\t"
: "=m" (prev->thread.sp),"=m" (prev->thread.ip)
: "m" (next->thread.sp),"m" (next->thread.ip)
);
- 这里的进程切换也仅仅是一种参考x86 Linux内核3.18.6的实现,而Linux内核中进程切换的实现经过了复杂的演化,参考Evolution of the x86 context switch in Linux
- mykernel这样一个短小精悍的模拟内核,时常给我提供了看问题的角度和思路。当被庞杂的Linux内核代码弄得一头雾水时,我就去看看mykernel,很多复杂的问题就可以用简单的机制解释。——pianogirl
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