# MiniOS简介
---
MiniOS是一坨屎山，每一届可怜的同学们在山里阴暗爬行。

# MiniOS开发工具
---
MiniOS主要基于C语言和x86汇编语言开发，使用的开发工具包括：

* 汇编器[nasm](https://www.nasm.us/)
* C语言编译器gcc
* GNU二进制工具集[Binutils](http://www.gnu.org/software/binutils/)
* 项目构建工具make
* 调试器gdb

其中，Binutils是一套对二进制文件进行操作的工具集，包括创建静态库的工具ar，从二进制文件中去除符号表以减小文件体积的工具strip等。

# 运行MiniOS
---
MiniOS当前从软盘中启动，启动流程为：
1. BIOS自检完毕后从软盘引导扇区中加载引导程序（boot.bin）至内存，并将控制权交给引导程序。
2. 引导程序从软盘中读取加载器（loader.bin）至内存，并将控制器交给加载器。
3. 加载器运行时会从软盘中读取MiniOS内核（kernel.bin）至内存，然后从CPU的实模式进入保护模式，并将控制权交给内核。
4. MiniOS开始运行。

由于MiniOS是一个面向学习者的操作系统内核，因此目前主要运行在虚拟机中，可选的虚拟机有[Bochs](http://bochs.sourceforge.net/)和[Qemu](https://www.qemu.org/)。

**在Bochs中运行MiniOS**
1. 安装Bochs，在Ubuntu系统下可以直接执行命令`sudo apt-get install bochs`进行安装，也可以先下载Bochs的源码再进行编译安装，通过源码进行安装可以选择想要的Bochs版本。
2. 进入MiniOS源目录，执行`tar zxvf misc/80m.img.tar.gz .`，从硬盘镜像压缩包中解压出硬盘镜像。
3. 在当前目录下执行`bochs`命令启动Bochs虚拟机，Bochs首先会从bochsrc文件中读取配置信息，然后对Bochs给出的运行提示信息进行确认便可让MiniOS在Bochs内运行。

**在Qemu中运行MiniOS**
1. 按照Qemu，在Ubuntu系统下可以直接执行命令`sudo apt-get install qemu-system-x86`进行按照，也可以下载Qemu的源代码进行编译安装。
2. 进入MiniOS源目录，执行`tar zxvf misc/80m.img.tar.gz .`，从硬盘镜像压缩包中解压出硬盘镜像。
3. 在当前目录下执行`./launch-qemu.sh`命令启动Qemu虚拟机，之后MiniOS将直接在Qemu内开始运行。Qemu虚拟机没有使用像bochsrc一样的配置文件，配置信息是通过命令行选项指定的，脚本launch-qemu.sh中包含了当前使用的配置选项。

# 调试MiniOS
通过使用Bochs或Qemu中自带的调试功能可以对MiniOS进行汇编语言级的调试，但由于汇编程序比较冗长且难以阅读，这种调试方式使用起来不太方便。幸运的是，Bochs和Qemu中都内置了gdb支持，通过和gdb提供的远程调试功能配合，可以对MiniOS进行C源码级的调试。

**使用Bochs+gdb调试MiniOS**
1. 从源代码编译安装Bochs，并在编译时打开gdb支持选项。然后在Bochs配置文件中添加gdb配置信息，MiniOS源目录下的bochsrc-gdb文件中已经包含了所需的配置选项。
2. 在MiniOS源目录下执行`./launch-bochs-gdb.sh`，所运行的shell脚本会在一个新的终端窗口中运行gdb，并加载debug版的内核二进制文件。
3. 在gdb命令界面执行命令`target remote :2345`和Bochs建立连接。
4. 用gdb像调试本地程序一样对MiniOS进行调试。

**使用Qemu+gdb调试MiniOS**
1. 在启动Qemu时添加命令行选项以启用gdb支持，MiniOS源目录下的脚本文件launch-qemu-gdb.sh中已经添加了所需的配置选项。
2. 在MiniOS源目录下执行`./launch-bochs-gdb.sh`，所运行的shell脚本会在一个新的终端窗口中运行gdb，并加载debug版的内核二进制文件。
3. 在gdb命令界面执行命令`target remote :1234`和Qemu建立连接。
4. 用gdb像调试本地程序一样对MiniOS进行调试。

# 常用MiniOS构建选项
```
# 编译MiniOS内核和用户程序init，并写入到软盘镜像a.img中
make image
# 清除所有.o目标文件
make clean
# 清除所有.o目标文件和可执行文件
make realclean
```

# 参考资料
* [Orange's](https://github.com/yyu/Oranges) ，由于渊开发的一个微型操作系统，在《一个操作系统的实现》这本书中讲述了Orange's的开发过程。MiniOS是基于Orange's进行开发的。
* [xv6](https://pdos.csail.mit.edu/6.828/2014/xv6.html) ， 由MIT开发的一个用于教学的微型操作系统，xv6由Unix V6改写而来，被应用在MIT的操作系统课程6.828: Operating System Engineering中。
* [Minix](http://www.minix3.org/) ，最初由Andrew S. Tanenbaum教授开发的一个微内核操作系统，Linus在开发早期的Linux的时候从Minix处继承了很多特性，于渊在开发Orange's的时候也多次借鉴了Minix。