「30日でできる！ OS自作入門」のharibote OSをLinux環境で開発していくことを目標にしています。
上記の書籍では、開発環境はWindowsを前提にかかれており、著作者が開発したツールなども使用されています。
本リポジトリではGCCなどのGNU toolchain、またGNUではないが一般的に使用されているツール群を利用して開発していくつもりです。
途中で挫折するかもしれません。 何とかやりきりました
書籍の日数ごと、バージョン名ごとにディレクトリを分けています。
各Makefileのあるディレクトリでmakeするとイメージファイルが生成されます。make runでQEMUで起動します。
各バージョンによって差分が少なすぎる場合は、ディレクトリを作らずにスキップしているところもります。
各バージョンのファイル名・ディレクトリ構成については、わたしの好みで作成しており、書籍に準じていません。
また、それに合わせたMakefileを記述しています。
手打ちで写経です。
「自分で書いて理解する」ことを目的にしているので、基本的に書籍からの機械的なコピペはしていません。
そのため、typo等によるバグを含んでいる可能性があります。
見つけた方はissueに書いていただくか、こっそり教えていただけると幸いです。
フォントについてはCD-ROM収録のものを利用しています。
(これは元々OSASKのフォントデータとのこと)
また、29日目後半から30日目のアプリケーションは、付録のものをそのままコピーしてきています。
(関数名などは本リポジトリのライブラリに合わせて変更を加えています)
マシン : VM on ESXi(Core i7-8700K, RAM 8GB)
OS : Ubuntu Server 16.04.5(amd64)
Cコンパイラ : gcc 5.4.0
アセンブラ : Gas(GNU assembler) 2.26.1
リンカ : GNU ld 2.26.1
x86エミュレータ : QEMU2.5.0
Unlicenseです。
コピー、再配布、商用利用など、ご自由にしていただいて構いません。著作権表示なども不要です。
ただし、このソフトウェアを使用したことによって発生した、いかなる損害についても責任は取りません。
また、本家はりぼてOSの適用ライセンスは川合堂ライセンス-01 ver.1.0です。
その派生物である本リポジトリのソフトウェアは、上記ライセンスに基づき、ライセンスを変更し、Unlicenseとしております。
書籍：Windows + 著者のオリジナルツール郡
本リポジトリ：Linux + gcc
また、アセンブラもIntel構文のnaskから、AT&T構文のGasに変わっています。
bin -> ビルド時の成果物、中間生成物など
include -> はりぼてOSのヘッダ(bootpack.h)が入っています
scripts -> リンカスクリプト
src -> はりぼてOSのコード
src/asm -> はりぼてOSのアセンブラコード
src/asm/boot -> ブートローダ部分
src/app -> アプリのコード
src/app/lib -> システムコールライブラリのコード
src/app/lib/include -> システムコールライブラリのヘッダ
tools -> 共通的なライブラリやデータなどが入っています
tooks/font_jpn -> 日本語フォントデータと、SJISとEUCテスト用のファイル
tools/makefont -> フォントデータと、はりぼてOS向けのバイナリを生成するコード
tools/stdlibc -> _sprintfなどのOS開発全般で利用する標準関数を自作したもの
sprintf strlen などの標準関数は可能な限り自作したものを使用しています。
名前の衝突を避けるため、 関数名に _ をつけています。(例： _sprintf )
コードは tools/stdlibc に入っています。
allocaを実装する箇所ですが、allocaなしでも動作しました。
おそらくコンパイラの設定などで変わる?と思います。(よくわかってない、誰か教えて...)
一応書籍に従って、__alloca自体は作成しています。
当初使用していたリンカスクリプトでは、スタック領域が不足するため、スタック領域を多く取るように変更しています。
tek形式で圧縮されたデータの展開ですが、一部実装できない関数が有り飛ばしています。
（圧縮されたフォントデータの展開のみなので、OSの動作には影響なしと判断しました）
実装できなかったのは、 longjmp , setjmp の2つです。
関数間のジャンプを提供するCの標準関数のようで、これはこれでちゃんと勉強したいです。
（gotoと同じで濫用は危険そうな匂いがします）
アプリの実装がメインなので、本リポジトリでは、 day29/harib26d の中に突っ込みました。
30日でできる！ OS自作入門
この本の内容をLinux環境で簡単に使用できるツールで実装していきます。
32ビットコンピュータをやさしく語る はじめて読む486
486の解説書です。
図が多く、x86アーキテクチャを初めて学ぶ私にも理解しやすかったです。
ただ古い本であるせいか、ソースコードについては、おそらくMS-DOS？をターゲットに書かれているようで、ほとんど読み飛ばしました。
30日OSの本は非常に良書ではあるのですが、x86の詳細な機能については解説が充実しているとは言えません。
30日OSの本を進めている間に、割り込み, IDT, GDT, TSSなどへの理解が不足していると感じて、この本で補強しました。
補強のつもりで買ったのですが、想像以上に面白い本で、はりぼてOSの開発が読み終わったら、しっかり読み込みたいと思います。
takeisa memo: OS作成
3日目の記事にめちゃくちゃ助けられました。
3日目はasmheadを実装していきます。
(IPLから呼ばれて、OSイメージのメモリ上の展開や、プロテクトモードへの移行を行うプログラム。アセンブラで書く)
まだアセンブラに全く慣れていない時期にもかかわらず、naskからGasを変換しながら書いていったため、自分一人では絶対にできなかったと思います。
上記の記事で、nask/NASMと、Gasの差分を知ったり、リンカスクリプトの存在を知ったり、この3日目でのちに繋がっていく、結構な知識のベースを獲得できたと思います。
30日でできる!OS自作入門 まとめ | サラリーマンがハッカーを真剣に目指す
各日数ごとに重要なポイントがまとまっています。
特に参考になったのは3日目-2のところで、IPLとasmheadから、bootpack.cを呼び出すまでの道のりです。
ここはなかなかイメージが掴めず、理解まで時間がかかったのですが、
上記のブログの記事ではメモリ上のデータ配置が図解されており、非常にわかりやすかったです。
『30日でできる！OS自作入門』のメモ
gccで.hrb形式のバイナリを生成するための、リンカスクリプトはこちらで公開されているものを使用しました。
0から作るOS開発 「OS自作入門」
アセンブラを書く上で、TipsのIA32(x86) 汎用命令一覧はたくさん参考にしました。
GAS_基本文法 CapmNetwork
アセンブラ全くの初心者だったため、最初にGasの文法を知るために参考にしました。
Linux のアセンブラー: GAS と NASM を比較する - IBM
30日OSの本では、アセンブラは作者オリジナルのnaskを利用しています。
このnaskはNASMライクなアセンブラになっています。
今回は可能な限りGNU toolchainを利用したかったため、NASMを利用せずにGasを使用しました。
nask/NASMはintel構文、GasはAT&T構文で、細かい違いが結構あったため上記の記事を参考にしました。
（あとで知ったんですが、Gasでもintel構文でかけるオプションがあるらしい）
FDの構造とFAT12 物理構造と論理構造 トラック セクタ クラスタ ディレクトリ
30日OSの本の中に、FAT12の読み取りを簡易的に実装する箇所があります。
そもそもFAT12の構造を理解していなかったので、このページを参考にしました。
AT&T Assembly Syntax
Gasでのfar jmp命令の書き方がよく分からず、ページ下部のNASMとの対応表を参考にしました。
2進数、8進数、10進数、16進数相互変換ツール - 単位変換
手計算やってられないので活用しました。
disassembler.io
付録のコードをアセンブルして、出てきた機械語をここに投げ込んで、AT&T構文での記述方法を調べたりしました。
intel構文とAT&T構文それぞれで確認できます。