该部分的代码位于kernel目录下，物理页框的分配采用伙伴系统算法，防止外碎片。内核小对象的分配采用linux内核0.11中的分配方法，将物理页划分成2 ^ n 大小相同的内存块，要分配的内存大小取整到2 ^ n，之后分配。
该部分的代码位于fs目录下，实现了一个简化版的ext文件系统。文件系统的布局同ext2布局一样，分为多个块组。根据文件系统块号映射实现了块缓冲。实现了mkfext工具用于格式化文件系统，工具位于目录mkfext下编译后即可使用。
进程的内存布局是经典的32位内存布局，0 - 3G为用户内存区，3 - 4G为内核映射内存区域，用户内存依次为代码段，数据段，之后是堆区，栈区，最顶端的是运行时参数。目前可运行的可执行文件格式为elf32格式，fork实现了写时复制，fork时只映射了页表，相应的数据页并没有被改动。
实现简单的轮转调度，进程被分配固定的时间片，时间片用完的进程会被加入到队列尾部，等待之后的调度。进程可被阻塞和唤醒，组摄时进程移出就绪队列，唤醒时再次加入就绪队列。
该部分代码位于lib/kernel下面。
hash_table: 开哈希表，哈希表每个桶由链表组成，key类型可以是int或者字符串类型。
list_head: linux内核2.6链表。
bitmap: 位图数组。
ioqueue: 一个生产者消费者环形队列，生产者或消费者会被阻塞和唤醒。
系统采用grub multiboot引导。
grub加载完系统后，系统进行初始化，系统初始化完成后，会载入/bin/init可执行文件，形成init进程，init进程源代码位在bin/init.c，之后init进程开始初始化终端，fork出子进程执行shell，shell源代码位于bin/shell.c，系统开始运行。
即malloc和free的实现，采用了csapp中的隐式空闲链表进行通用内存的分配。该部分代码位于lib/user目录下。
0 - 1M: 低端内存不用。
1 - 2M: 内核镜像。
2 - 3M: 内核页表。
3 - _M: 所有物理页描述符。
_ - 4nM: 零散物理页。
4n - 4mM: 内核固定映射内存，此部分内存由伙伴系统管理。
4mM - _: 用户态内存和内核动态内存分配区。
dirent.h:
struct dirent *readdir(DIR *dir);
void rewinddir(DIR *dir);
int closedir(DIR *dir);
DIR *opendir(const char *path);
unistd.h:
int close(int);
int chdir(const char *);
int dup(int);
int dup2(int, int);
int execve(const char *, char *const [], char *const []);
int access(const char *path, int amode);
pid_t fork(void);
pid_t getpid(void);
char *getcwd(char *, size_t);
off_t lseek(int, off_t, int);
ssize_t read(int, void *, size_t);
int unlink(const char *);
ssize_t write(int, const void *, size_t);
void _exit(int);
int pipe(int [2]);
uid_t getuid(void);
sys/utsname.h:
int uname(struct utsname *);
sys/wait.h:
pid_t wait(int *);
pid_t waitpid(pid_t, int *, int);
stdlib.h:
int atoi(const char *src);
void *malloc(size_t);
void free(void *);
void *realloc(void *, size_t);
void *calloc(size_t lens, size_t size);
void exit(int);
stdio.h:
int printf(const char *fmt, ...);
int vsprintf(char *buf, const char *fmt, va_list);
int sprintf(char *buf, const char *fmt, ...);
int putchar(int);
stat.h:
int chmod(const char *, mode_t);
int mkdir(const char *, mode_t);
int stat(const char *restrict, struct stat *restrict);
fcntl.h:
int open(const char *path, int flag, ...);
- bochs: 编译器
- nasm: 汇编器
- doxygen: 文档生成工具
- grub: 引导工具
git clone https://github.com/btGuo/myOS.git
make all
编译之后会生成内核镜像，位于build/kernel.bin
#创建虚拟硬盘，64M大小
dd if=/dev/zero of=disk.img bs=512 count=131072
#格式化分区
sudo fdisk disk.img
#可能设备忙，先取消
sudo losetup -d /dev/loop0
sudo losetup -d /dev/loop1
#可能设备忙，先取消挂载
sudo umount /dev/loop0
sudo umount /dev/loop1
#设置回环设备
sudo losetup /dev/loop0 disk.img
sudo losetup /dev/loop1 disk.img -o 1048576
#创建 fat 文件系统
sudo mkdosfs -F32 -f 2 /dev/loop1
#挂载
sudo mount /dev/loop1 /mnt
#安装grub
sudo grub-install --target=i386-pc --root-directory=/mnt \
--no-floppy --modules="normal part_msdos multiboot" /dev/loop0
#复制内核镜像以及配置文件过去
sudo cp build/kernel.bin /mnt/boot
sudo cp boot/grub.cfg /mnt/boot/grub
#同步磁盘
sync
#取消挂载
sudo umount /mnt
#取消设备
sudo losetup -d /dev/loop1
sudo losetup -d /dev/loop0
编译mkfext
cd mkfext && make
创建根目录结构
mkdir rootfs
mkdir rootfs/bin
mkdir rootfs/home
mkdir rootfs/etc
安装可执行文件到根目录
cd ../bin && make all && make install
利用mkfext写入磁盘镜像
./mkfext ../disk.img -d rootfs
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实践部分
- 《操作系统真相还原》郑刚著，首要参考书籍，一开始就是照着这本书的教程写的，后来参考linux内核，又改了很多模块
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汇编知识
- 《汇编语言第三版》王爽著
- 《x86汇编语言：从实模式到保护模式》李忠 / 王晓波 / 余洁 著
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linux内核
- 《linux内核0.11完全注解》赵炯，赵炯博士的网站 : oldlinux
- 《深入理解linux内核》Daniel P.Bovet、Marco Cesati著，讲linux内核2.6，进阶书籍
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其他