fzOS-kernel

Kernel source code for fzOS.

fzOS内核源码，

这是一个充满了神奇实现的 AMD64/X86-64 内核

目前fzOS只支持也只打算支持UEFI启动

也不打算支持32位（毕竟谁2202年了谁还用32位）

External Libraries

LAI(https://github.com/managarm/lai/) for ACPI Parsing

Note for compiler 关于编译器版本可能对当前版本kernel导致的编译失败

• lower/equal than gcc-10 is not suitable due to the asm goto support
• 请使用高于 gcc-10 的 GNU-GCC编译器进行编译 （由于random部分使用了asm汇编的goto，其中的部分方法在gcc<=10不被支持）
  • link (https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-10.2.0/gcc/Extended-Asm.html#Goto-Labels)
  • 链接 (https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-10.2.0/gcc/Extended-Asm.html#Goto-Labels)
  • Before GCC-11, an asm goto statement cannot have outputs.
  • 在 gcc-11 之前，asm goto 声明不支持 output 参数。
  • further link (https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/releases/gcc-10/gcc/c/c-parser.c)
  • 链接 (https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/releases/gcc-10/gcc/c/c-parser.c)
  • In GCC-10, For asm goto, we don't allow output operands, but reserve the slot for a future extension that does allow them.
  • 在 gcc-10 中，对于 asm goto 指令，暂时不支持输出操作，但是这个指令位置被保留，作为对未来可能更新的预留

Install/Compile Guidence 安装/编译说明

编译环境

• 操作系统
  • 请使用 linux 作为编译环境 (其中 debian 和 arch linux 分别是我们的开发环境)
  • macOS下有许多奇怪的问题，反正我是没成功编译，而且结果需要是elf而不是mach-O
  • 没人用 windows, 所以就不讨论这个系统了
  • docker 使用 build 的 gcc11 会有一些奇怪的问题
• 软件和编译器
  • 需要：GCC, build-essential, gnu-efi
  • GCC需要高于版本11, 目前开发使用的是 GCC-11.2.0
  • clang 由于asm语法上的问题，可能需要一些小小的改动
  • 内联 ASM 用的是 AT&T 语法
• 编译
  • 在文件夹里 make 就行了
  • 结果是 build/kernel 这个可执行文件
• 运行/测试
  • 去隔壁 fzBurg 找一下 efi 引导文件
  • 直接用vso文件，恢复一个虚拟机
  • 需要另一个linux虚拟机设置磁盘系统
  • 使用fhhfs-fuse设置磁盘状态（初始化）
  • 注意将banner_color文件dump到根目录
  • 然后启动虚拟机

命名规范

请尤其注意下列保留区段.jpg

• 变量
  • 常规变量使用 小写下划线命名 ( 例如: bss_info )
  • 全局变量使用 g_小写下划线命名（ 例如: g_gui_service_window_list ）
• 宏定义
  • 全大写下划线命名 （ 例如: GUI_DEFAULT_WINDOW_SIZE ）
  • 下划线开头结尾的全大写（ 例如: GUI_DEFAULT_WINDOW_SIZE ）
• 结构体
  • 驼峰命名 （ 例如: TestVariableType ）
• 函数
  • 小写下划线

开发路线

这块现在理清了

领袖说过：自己动手，丰衣足食。

burg引导器同步开发中

• [x]Step1: 用图形模式实现一个字符显示输出；（helloworld）这个完成了，kernel log 支持字符串输出;
• [x]Step2: 基本实现了U64的16进制和10进制输出;
• [x]Step3: 实现CPU段表的设置, 接管内存分配;
• [x]Step4: 实现基础的中断程序和TSS任务表设置;
• [x]Step5: 实现基础的键盘驱动程序;
• [x]Step6: 实现完整的ACPI支持，完成“高级电源管理”;
• [x]Step7: 实现文件系统;
• [x]Step8: 实现设备树;
• [x]Step9: 实现JVM的类加载器;
• [x]Step10: 实现JVM的基础指令;
• [ ]Step11: 实现JVM的堆机制;
• [ ]Step12: 实现System类，与Kernel ABI交互;
• [ ]Step13: 与JVM并行线，GUI开发
• [x]Step14: 与JVM并行线，实现HDA声卡驱动;
• [x]Step15: 实现WAV格式的音频播放;

File Structure

定义用的头文件

• <types.h> 定义了基础整型单位;
• <uefivars.h> 定义了与UEFI相关的代码需要包含的头文件;
• <limit.h> 定义了当前系统的一些限制;

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common

cpuid.c;

• 实现cpu信息的获取;

file.c;

• 基本文件结构体的实现;

halt.c;

• 基本CPU状态管理（停机+死机）;

io.c;

• I/O操作的简单包装;

kstring.c;

• 简单的内存/字符串操作;

linkedlist.c;

• 数据结构（链表）的实现:双向链表;

popcount.c;

• 实现POPCNT指令;

power_control.c;

• 高级电源管理（关机/重启）的实现;

printk.c;

• 实现变量的10进制和16进制显示;

queue.c;

• 实现队列数据结构;

registers.c;

• msr寄存器的操作;

semaphore.c & spinlock.c;

• 两种进程同步的结构体(信号量/自旋锁);

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drivers

devicetree.c;

• 设备树的结构;

graphics.c;

• 初始化屏幕;
• 实现清屏;
• 刷写像素;
• 计算字符相对位置;
• 屏幕内容整体上移;

fbcon.c;

• 实现ASCII字符输出;
• 实现换行和满屏后向上刷新;

gpt.c;

• GUID分区图的识别;

keyboard.c;

• 基础键盘的处理;

pci_bus.c;

• PCI总线驱动;

rtc.c;

• 实时时钟驱动;

sata_ahci.c;

• AHCI模式的Serial ATA设备驱动;

---

filesystem

filesystem.c

• 通用文件系统操作；

fhhfs.c

• fhhfs文件系统驱动；

---

interrupt

interrupt.c;

• 异常以及irq的声明;

irq.c;

• 外部中断芯片的初始化;

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memory

gdt.c;

• 设置cpu段表;

memory.c;

• 内存的分配与回收;

memorysetup.c;

• 内存空闲空间的接管;