MyOs Wiki

MyOs — простая операционная система с собственным ядром, файловой системой, оболочкой и драйверами устройств. Система поддерживает многозадачность через прерывания, управление памятью, работу с дисками ATA и интерактивную оболочку с расширенными возможностями.

Основные компоненты

• Ядро (kernel.c): Основной компонент, инициализирующий все подсистемы
• Загрузчик (boot.asm): Multiboot-совместимый загрузчик для x86_64
• Драйвер терминала (terminal.c): Управление выводом на экран с поддержкой ANSI escape-последовательностей
• Драйвер клавиатуры (keyboard.c): Обработка ввода с клавиатуры с поддержкой специальных клавиш
• Драйвер прерываний (interrupts.c): Обработка аппаратных и программных прерываний
• Таймер (pit.c): Программируемый интервальный таймер
• Драйвер ATA (ata.c): Работа с жесткими дисками через ATA интерфейс
• Файловая система (filesystem.c): Виртуальная файловая система в памяти с возможностью сохранения на диск
• Менеджер памяти (memory.c): Аллокатор памяти с поддержкой выравнивания
• Система потоков (thread.c): Управление потоками с планировщиком
• Система процессов (process.c): Управление процессами с иерархией и изоляцией
• Оболочка (shell.c): Интерактивная командная оболочка с автодополнением и историей

MyOs использует GRUB в качестве загрузчика, настроенного через заголовок мультизагрузки. Процесс загрузки следует этим шагам:

1. BIOS загружает GRUB из загрузочного сектора
2. GRUB читает заголовок мультизагрузки и загружает ядро
3. Процессор переключается в 64-битный режим
4. Начинается инициализация ядра (настройка GDT, IDT)
5. Инициализируется VGA терминал
6. Запускается PIT таймер
7. Создается RAM файловая система
8. Появляется приглашение командной строки

Ключевые модули

include/
├── ata.h
├── filesystem.h
├── interrupts.h
├── io.h
├── keyboard.h
├── memory.h
├── pit.h
├── process.h
├── shell.h
├── stddef.h
├── stdint.h
├── string.h
├── system.h
├── terminal.h
└── thread.h

src/
├── ata.c
├── boot.asm
├── filesystem.c
├── interrupts.c
├── kernel.c
├── keyboard.c
├── memory.c
├── pit.c
├── process.c
├── shell.c
├── string.c
├── system.c
├── terminal.c
└── thread_switch.S
└── thread.c

Ядро спроектировано минимальным, но функциональным, предоставляя необходимые службы ОС без излишней сложности.

Аллокатор кучи

MyOs реализует простой аллокатор кучи first-fit со следующими возможностями:

• Динамическое выделение памяти (malloc/free)
• Объединение блоков для уменьшения фрагментации
• Отслеживание памяти и статистика
• Верификация кучи для отладки

mem      # Показать статистику кучи
testmem  # Выделить тестовые блоки и проверить кучу

Файловая система полностью основана на памяти, обеспечивая быстрый доступ, но требуя ручного сохранения:

Возможности

• Иерархическая структура директорий
• Поддержка файлов и директорий
• Unix-подобная навигация по путям
• Ручное сохранение/загрузка на ATA диск

Файловые операции

MyOs поддерживает полноценную систему процессов, основанную на иерархии родитель-потомок, с изоляцией адресного пространства и управлением жизненным циклом.

Структура процесса

typedef struct process {
    uint64_t pid;                    // Process ID
    uint64_t ppid;                   // Parent Process ID
    process_state_t state;
    char name[PROCESS_NAME_MAX];
    struct process *parent;
    struct process *children;
    uint64_t main_thread_id;
} process_t;

Жизненный цикл

• running — активный процесс
• sleeping — ожидание события
• zombie — завершился, но не был "собран" родителем
• stopped — приостановлен

API процессов

• process_create() — создание нового процесса
• process_fork() — создание копии текущего процесса
• process_exec() — загрузка новой программы в процесс
• process_exit() — завершение процесса
• process_wait() — ожидание завершения дочернего процесса
• process_kill() — принудительное завершение процесса

Команды оболочки

Процесс init с PID 1 является корневым. Все "сироты" автоматически усыновляются им.

Командная оболочка MyOs предоставляет мощный интерактивный интерфейс с расширенными возможностями:

Возможности оболочки

• Автодополнение команд (Tab): Нажмите Tab для автодополнения команд во время ввода
• История команд (Up/Down): Используйте стрелки вверх/вниз для навигации по истории выполненных команд
• Поиск по истории (Ctrl+R): Быстрый поиск и выполнение ранее введенных команд
• Цветной вывод: Полная поддержка ANSI escape sequences для цветного и форматированного вывода
• Автосохранение: Автоматическое сохранение файловой системы при изменениях

Поддержка ANSI

Цвета текста и фона: 30-37, 40-47, 90-97, 100-107
Стили текста: жирный, инверсный
Управление курсором и очистка экрана

Команда: ansi  # Тест ANSI последовательностей

Категории команд

• Системные команды: help, clear, uptime, mem, testmem, history, myfetch, poweroff, reboot
• Файловая система: pwd, ls, cd, touch, cat, write, append, mkdir, rm, cp, mv
• Поиск и анализ: find, grep, head, tail, wc, hexdump
• Утилиты диска: diskinfo, savefs, loadfs
• Управление процессами: ps, kill, spawn, threads
• Тестовые команды: echo, ansi

Смотрите страницу команд для полного справочника.

Требования

Команды сборки

# Клонировать репозиторий
git clone https://github.com/KaVoshnik/MyOs.git  
cd MyOs

# Собрать ISO образ
make

# Запустить в QEMU
make run

# Очистить артефакты сборки
make clean