4. Eigenes OS?

Eigenes OS?

  • E
    Mod

    -- verbose ist ein guter Hinweis. Bei mir sieht dies so aus, noch ein problem mit partcopy.exe, aber es läuft alles:

    G:\OSDev\Test\13 C>make
nasmw -O32 -f bin boot.asm -o boot.bin
nasmw -O32 -f aout kernel.asm -o kernel.o
gcc -c ckernel.c -o ckernel.o
ld -T kernel.ld kernel.o ckernel.o --verbose
[b]GNU ld version 2.13[/b]
  Supported emulations:
   i386go32
using external linker script:
==================================================
OUTPUT_FORMAT("binary")
ENTRY(RealMode)
SECTIONS
{
  .text  0x8000 : {
    *(.text)
  }
  .data  : {
    *(.data)
  }
  .bss  :  {
    *(.bss)
  }
}

==================================================
attempt to open kernel.o succeeded
kernel.o
attempt to open ckernel.o succeeded
ckernel.o
rename a.out ckernel.bin
cmd /c copy /b boot.bin + ckernel.bin MyOS.bin
boot.bin
CKERNEL.BIN
        1 Datei(en) kopiert.
partcopy MyOS.bin 0 1000 -f0
Failed to read source at offset 800make.exe: *** [all] Error -1

    Schwachstellen: letzte Zeile (jemand eine Idee?), und ich müsste ckernel.bin vorher löschen, damit a.out umbenannt werden kann. Gibt es da einen Parameter für rename, das auf jeden Fall zu machen, auch, wenn ckernel.bin existiert?

    Für das Problem von abc.w habe ich momentan keine Lösung, ich war schon froh, dass ich selbst das Linken geschafft habe. Aber vielleicht schaffen wir es gemeinsam, eine möglichst allgemeingültige Lösung zu finden.

    0
  • E
    Mod

    bei abc.w: i386pe
    bei mir: i386go32

    Ich habe nochmal genau geschaut (also nicht Version (war wohl DJGPP) 2.03, sondern 3.1): GCC 3.1 C compiler binaries for DJGPP

    ld --version
    GNU ld version 2.13

    gcc --version
    gcc.exe (GCC) 3.1

    Das att2intl Tool findet man übrigens hier:
    http://www.bumba.net/~hmaon/a2i/ 🙂
    @Bitsy: Danke für den Hinweis!

    0
  • ?

    Erhard Henkes schrieb:

    Mich würde auch eure Meinung zum kurzen Abschnitt "Gerätetreiber" interessieren:
    http://www.henkessoft.de/OS_Dev/OS_Dev1.htm#mozTocId220571

    In unserem OS müssen wir uns nun zumindest auf die rudimentärsten Operationen konzentrieren, nämlich Videoausgabe (monochrome/farbige Text/Grafik-Ausgabe), Dateneingabe über Tastatur und Daten lesen/schreiben von/auf formatierte(r) Floppy Disk. Maus, Drucker, Festplatte könnten später folgen, wenn notwendig.

    ich würde schon mal versuchen, das ganze modular aufzubauen, so dass z.b. die text-ein/ausgabe, gerätesteuerung usw. über einheitliche schnittstellen gehen, also funktionen wie 'putchar()' und 'getchar()' umgeleitet werden können, indem man z.b. intern pointer auf strukturen umsetzen kann. dazu könntest du dir eine generische 'driver' struktur definieren, die bestandteil spezialisierter strukturen ist (objektorientierung also (nein, nicht c++ benutzen!!), so dass später leicht andere geräte eingehängt werden können). bewährt hat sich auch ein 'handle'-konzept, sowas wie stdin, stdout, file, raw, etc. der bastelfreudigkeit sind keine grenzen gesetzt.
    🙂

    0
  • E
    Mod

    Ich habe mal dieses "halbfertige" Tool att2intl.exe eingesetzt:
    man gibt z.B. asmcode.s (ATT) ein und erhält asmcode.asm.

    Beispiel:

    "outb %%al,%%dx"::"d" (port), "a" (value)

    ==>

    "out BYTE ["a" +value], BYTE %dx":[:"d" +port], %al

    allerdings funktioniert

    inline void outportb(unsigned int port,unsigned char value)
{
    asm volatile ("out BYTE ["a" +value], BYTE %dx":[:"d" +port], %al);
};

    mit gcc -c ckernel.c -o ckernel.o -masm=intel nicht.

    ckernel.c: In function `outportb':
    ckernel.c:39: parse error before "a"

    Kann da jemand bitte etwas nachhelfen? Ansonsten bleibt es eben bei der AT&T-Sysntax.

    0
  • E
    Mod

    @abc.w: Konntest Du das Problem lösen? Möchte niemanden verlieren.

    The other main snag concerns object-file formats. There are two variants of the 32-bit COFF format: one used by Microsoft Win32 tools, and one by the rest of the world. They are only subtly different, and linkers which expect one format will happily link the other. The difference comes in the relocations: if you write code in, say, NASM, and link it using the Microsoft linker along with some modules compiled using Visual C++, the addresses in the final output will come out wrongly. There’s no real workaround for this, but luckily most tools that work with the PE format will allow you to emit files in the Win32 format: NASM has its -f win32 option, and Cygwin has the pei-i386 output format.

    For LD (the linker that is most often used with DJGPP and gcc) use the option --oformat binary.

    EDIT: delete (gelöst): del (anstelle delete; einer meiner Uraltfehler) u. -o beim Linker

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  • E
    Mod

    @+fricky:

    generische 'driver' struktur definieren, die bestandteil spezialisierter strukturen ist

    hast du einen Link oder ein beispiel-OS vor Augen. würde mir das gerne mal an einem konkreten beispiel anschauen. thema passt momentan genau, bin da dran.

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  • Erhard Henkes schrieb:

    Was nimmt man da bei Win XP? delete ging nicht. Oder kann man bei rename einen Parameter angeben, der bestehende files überschreibt.

    Nimm copy /Y rename a.out ckernel.bin .

    cheers, Swordfish

    PS: toller Thread! 👍

    0
  • ?

    Erhard Henkes schrieb:

    @+fricky:

    generische 'driver' struktur definieren, die bestandteil spezialisierter strukturen ist

    hast du einen Link oder ein beispiel-OS vor Augen. würde mir das gerne mal an einem konkreten beispiel anschauen. thema passt momentan genau, bin da dran.

    was konkretes wüsste ich jetzt auch nicht. such mal im internet nach 'i/o model' oder so ähnlich. z.b. in der linux doku müsste sowas zu finden sein und in irgendwelchen büchern über betriebssysteme natürlich auch.
    ach, vielleicht hilft das:
    http://cespc1.kumoh.ac.kr/~juyoon/lecture/osd/2006/osd08.pdf
    🙂

    0
  • E
    Mod

    Nimm copy /Y rename a.out ckernel.bin.

    Komischerweise wird das /Y im makefile nicht akzeptiert (unter MS-DOS sollte es gehen). Ich habe mich nun an die -o Option beim Linker erinnert. Die macht alles platt.

    So geht es, zumindest bei mir mit gcc 3.1:

    all: 
	nasmw -O32 -f bin boot.asm -o boot.bin             
	nasmw -O32 -f aout kernel.asm -o kernel.o          
	gcc -c ckernel.c -o ckernel.o                      
	ld -T kernel.ld kernel.o ckernel.o -o ckernel.bin  
	cmd /c copy /b boot.bin + ckernel.bin MyOS.bin     
	partcopy MyOS.bin 0 800 -f0
	del kernel.o
	del ckernel.o
	del ckernel.bin
	del boot.bin

    Ich habe versucht, den Prozess auch grafisch (inzwischen mit video.c) darzustellen: http://www.henkessoft.de/OS_Dev/Bilder/make_process.PNG

    Linker \1:

    OUTPUT_FORMAT("binary")
ENTRY(RealMode)
SECTIONS
{
  .text  0x8000 : {
    *(.text)
  }
  .data  : {
    *(.data)
  }
  .bss  :  { 					
    *(.bss)
  }
}

    In einem anderen Thread hier habe ich brauchbare Mischung aus Hexeditor+Disassembler+Rechner gefunden:
    http://members.inode.at/anton.zechner/az/Disassembler.htm
    Echt interessantes Teil.

    0
  • E
    Mod

    @+fricky: Danke für den Link. Hier ist auch eine interessante Architekturübersicht (kompakt): http://www.samueldotj.com/Ace/Architecture.asp

    0
  • ?

    hier haste noch'n paar interessante slides zu dem thema
    http://www.minix3.ru/docs/slides/Ch3.pdf
    🙂

    0
  • E
    Mod

    @+Fricky: danke für die Links, aber teilweise schon etwas weit in den Details, dafür aber wieder zu komplex und gleichzeitg theoretisch. Das verwirrt momentan mehr als es beim Design hilft.

    Zur Zielsetzung ist eine abstrakte theoretische Diskussion auf der Meta-Ebene notwendig. Die Herausforderung besteht darin, dass es keine Übereinstimmung darin gibt, wie man ein OS optimal aufsetzt (cf. Tanenbaum, Modern Operating Systems, 2nd Ed., Chap. 12: Operating System Design). Das finde ich nach diesen vielen Jahren schon interessant.

    Einige Dinge weiß man aber inzwischen:
    Monolithische Kernel (Windows, Linux) sind erfolgreicher als Micro Kernels. Das hat aber lediglich Effizienzgründe und keine strukturelle Basis, kann uns also egal sein.
    Präemptives Multitasking (Modernes Windows) ist aus Sicht eines Prozesses besser als kooperatives (klassisches Windows).

    Tanenbaum sieht vor allem vier Aufgabenfelder eines OS:

    1. Abstraktion schaffen (schwierigste Aufgabe)
    2. Primitive Operationen bereit stellen
    3. Isolation sicher stellen
    4. Hardware Management

    Files, Prozesse, Synchronisation, Speichermodelle, I/O System, System calls, Fehlerseparation durch voneinander unabhängige Systeme, ... da stehen wir ja praktisch nicht mehr am Anfang, aber ob wir bereits im Optimum sind, das ist noch offen. Die Kontrolle der Hardware ist eher eine Fleissaufgabe.

    Ein OS ist ein gigantisches Software-Paket. Unix hat mehr als 1 Mio., Linux 2.6 ca. 5,7 Mio., Win 2000 ca. 29 Mio., Win XP ca. 35 Mio. und MS Vista ca. 50 Mio. Zeilen Sourcecode. So etwas kann also keinesfalls in der Zielgeraden liegen. Daher muss man sich von diesen Systemen als Zielbild lösen.

    Das Entscheidende dabei ist, dass niemand in wenigen Monaten ein neues OS schreiben kann. Diese Illusion sollte man rasch aufgeben. Bei einem Hobby-/Lehr-Projekt geht es also vor allem darum - didaktisch möglichst klar dargestellt - ein Verständnis für die Zusammenhänge und Möglichkeiten auf der untersten Ebene zu schaffen.

    Es macht m.E. mehr Sinn, zunächst in der Historie anzuknüpfen und von dort aus neue Wege zu suchen. Das Original MS-DOS 1.0 (1981) besteht z.B. aus rund 4.000 Zeilen Assembler-Code (nicht offen gelegt). Die grundlegenden Funktionen dieses Systems lassen sich leicht nachvollziehen und verstehen. Es gibt inzwischen freie Clones.

    MS DOS hatte vier Bereiche und arbeitete nur im RM:

    1. Bootcode
    2. io.sys = Geräteroutinen (Monitor, Tastatur, Festplatte, Schnittstellen)
    3. command.com = Befehlsinterpreter
    4. Ausführung von Programmen (COM, EXE)

    Befehle:

    "intern":
    del, erase - Dateien löschen
    rd, rmdir - Verzeichnis löschen
    dir - Verzeichnisinhalt anzeigen
    cd, chdir - Verzeichnis wechseln
    cls - löscht den Bildschirminhalt
    md, mkdir - Verzeichnis erstellen
    copy - Kopieren einer oder mehrerer Dateien
    ren, rename - Umbenennen von Dateien oder Verzeichnissen
    type - Anzeigen von Textdateien
    set - zeigt DOS Umgebungsvariablen oder legt eine neue fest
    ver - zeigt die DOS Versionsnummer
    vol - zeigt die Datenträgerbezeichnung an

    "extern":
    attrib - Zeigt Attribute von Dateien oder legt diese fest
    fdisk - Partitionierung der Festplatte erstellen oder verändern
    move - Verschieben von Dateien
    mem - Anzeigen der Belegung des Arbeitsspeicher
    tree - Zeigt die Verzeichnisstruktur an
    format - Formatieren eines Datenträger

    EDIT: MS-DOS hatte auch einige Systemaufrufe wie den berühmten int 21h... (Anmerkung von abc.w)

    http://www.operating-system.org/betriebssystem/bsgfx/microsoft/msdos_211-scr-.gif

    Tanenbaum empfiehlt folgende drei Punkte für das Design:
    Einfachheit, Vollständigkeit und Effizienz. 🙂

    0
  • ?

    Erhard Henkes schrieb:

    Es macht m.E. mehr Sinn, zunächst in der Historie anzuknüpfen und von dort aus neue Wege zu suchen.

    Meine Rede! 👍 Man muß sich nur trennen von der Ansicht, daß im RM nur 1 MB RAM adressierbar sind. Dann müssten die Ideen eigentlich nur so hervorsprudeln. Vorausgesetzt natürlich, das Ziel ist nicht, DOS einfach nur zu kopieren.

    0
  • E
    Mod

    Man muß sich nur trennen von der Ansicht, daß im RM nur 1 MB RAM adressierbar sind.

    Gibt es hierzu bereits ein stabiles Hobby-/Lehr-OS, das man sich mal anschauen könnte?

    Ich denke nicht, dass der Protected Mode das zentrale Problem ist, eher was daraus gemacht wurde. Die Adressierung ist beherrschbar (eine Zeigerebene mehr und Paging, dafür hat man flat Speicher-Adr.). Multitasking mit allen Problemen muss ja z.B. nicht sein. Es geht doch eher darum, die enorme Leistung eines heutigen PC, die unter Windows (und inzwischen auch Linux) verschüttet wird, frei zu legen und Programmen bereit zu stellen.

    perfection is reached not when there is no longer anything to add, but when there is no longer anything to take away.

    Antoine de St. Exupéry.

    Protected Mode has several advantages over Real Mode:
    1. Protected Mode has Protection, the ability to keep programs from messing around and crashing each other(this is how Proctected Mode got its name).
    2. You may only have several tasks (like Windows and Linux).
    3. You have 4GB of address space (A20-Gate enabled).
    4. You can use paging to access memory.

    http://www.osdever.net/tutorials/gettingstarted.php

    Wichtig ist nach Tanenbaum eine Abstraktionsidee, Beispiele:
    alles ist ein Tape (Fortran)
    alles ist ein File (Unix)
    alles ist ein Objekt (W2K)
    alles ist ein Dokument (www)

    A.S.Tanenbaum ist ja immer einer der Verfechter des aus seiner Sicht "eleganten" Microkernel-Prinzips gewesen, das er im OS Minix umsetzte.

    0
  • A

    Erhard Henkes schrieb:

    MS DOS hatte vier Bereiche und arbeitete nur im RM:
    ...
    Befehle:
    ...
    "intern":
    ...
    "extern":
    ...

    Vorsicht... vorsicht... MS-DOS hatte auch einige Systemaufrufe wie den berühmten int 21h... 😉

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  • E
    Mod

    @abc.w: ja, das ist richtig. Hat das mit dem Compilieren/Linken nun geklappt, oder gibt es da noch ein Grundsatzproblem?

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  • A

    Erhard Henkes schrieb:

    @abc.w: ja, das ist richtig. Hat das mit dem Compilieren/Linken nun geklappt, oder gibt es da noch ein Grundsatzproblem?

    Das habe ich noch nicht hingekriegt...

    0
  • E
    Mod

    @abc.w: Schade, dass wir nicht wissen, woran es exakt liegt. Probiere doch mal parallel den DJGPP: http://www.osdever.net/downloads/compilers/DJGPP-Installer-nocpp.exe

    Vielleicht erkennst Du dann, woran es genau liegt. Wenn ich es richtig verstanden habe, macht der Linker Probleme.
    http://www.henkessoft.de/OS_Dev/Bilder/make_process.PNG (gelb)

    Ich hatte hier noch einiges zusammen getragen:
    http://www.c-plusplus.net/forum/viewtopic-var-t-is-236354-and-postdays-is-0-and-postorder-is-asc-and-start-is-130.html

    NASM has its -f win32 option,
    and Cygwin has the pei-i386 output format.

    For LD use the option --oformat=binary.
    http://lists.zerezo.com/mingw-users/msg00383.html

    Keine Ahnung, ob das die richtige Spur ist.

    Zur Erinnerung:
    bei abc.w: i386pe
    bei mir: i386go32

    Vielleicht kann jemand anderes hier zielgenau helfen.

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  • ?

    Erhard Henkes schrieb:

    @+Fricky: danke für die Links, aber teilweise schon etwas weit in den Details, dafür aber wieder zu komplex und gleichzeitg theoretisch. Das verwirrt momentan mehr als es beim Design hilft.

    schau es dir einfach in ruhe an und lass dich davon inspirieren. du musst ja kein OS strikt nach lehrbuchmeinung basteln (das wäre auch langweilig), aber z.b. in den tanenbaum-slides sind prinzipien erwähnt, von denen man als os-designer mal was gehört haben sollte. was du davon verwertest und was nicht, bleibt dir überlassen. ich würde zumindest leichte erweiterbarkeit und austauschbarkeit von komponenten von vorn herein einplanen. nicht dass du später mal alles umbauen musst, wenn ausgaben statt auf dem bildschirm, in einer datei landen sollen.
    🙂

    0
  • E
    Mod

    ich würde zumindest leichte erweiterbarkeit und austauschbarkeit von komponenten von vorn herein einplanen. nicht dass du später mal alles umbauen musst, wenn ausgaben statt auf dem bildschirm, in einer datei landen sollen.

    Das ist richtig. Abstraktion ist der entscheidende Punkt.

    ..

    Folgende Punkte sehe ich bisher für mein "PrettyOS" (Deckname):
    - Common affordable hardware platform (Standard PC ab 80386)
    - Flat 32-Bit Virtual Memory Model (das bedeutet PM bei x86)
    - Easy programming
    - Simplicity (KISS Prinzip gilt in einer komplexen Welt immer mehr)

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