# TisuOS

**Repository Path**: AllenDuke/tisu-os

## Basic Information

- **Project Name**: TisuOS
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: GPL-3.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 11
- **Created**: 2021-01-29
- **Last Updated**: 2021-02-06

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 太素 TisuOS

![](图/系统截图.jpg)

gitee 地址：https://gitee.com/belowthetree/tisu-os （包含硬盘镜像，最新推送）

github 地址：https://github.com/belowthetree/TisuOS （纯源码版本，删除了镜像、target 文件夹）

## 编译

环境：

* wsl
* riscv64-unknown-linux-gnu-gcc
* rust-nightly

`make all`

## 运行：

* QEMU-system-riscv64

`qemu-system-riscv64 -machine virt -cpu rv64 -smp 4 -m 512M -drive if=none,format=raw,file=hdd.dsk,id=foo -device virtio-blk-device,scsi=off,drive=foo -nographic -serial mon:stdio -bios none -device virtio-rng-device -device virtio-gpu-device -device virtio-net-device -device virtio-tablet-device -device virtio-keyboard-device -kernel `

## 包含

* 基础教程部分，为 os-tutorial
* 扩展部分 tisuos，重构的代码

## 教程部分

### 说明

本项目提供教程，默认学习者具备基本的计算机知识，包括但不限于：

* 编译、链接
* 进程、线程的基本概念
* 内存的基本概念
* 一定的算法知识

其中涉及到的

* `Rust` 语言部分需要学习者自学（不难）
* 链接文件不需要掌握，看得懂会改就行
* `Makefile` 会查资料修改就行

大部分的章节都有对应的源码（除了部分内容较少的章节，一般在下一章节可以找到对应的源码）。后面章节不提供章节源码，可以在`os-tutorial` 文件夹中获取。为了减小体积，会删除 `target`、硬盘镜像，需要自己新建。

完整的内核最新版在 `gitee` 保持更新，会同步纯源码版（网速原因）到 `github` （当我想起来的时候）。

### 内核功能

#### Uart

通用异步收发传输器

命令行的输入可以通过 MMIO 获取，同时可以输出到命令行，作为主要的调试手段

####  中断

包括汇编、Rust 两部分，中断首先跳转到汇编部分，再转到 Rust 部分

汇编部分负责保存与恢复环境，中断负责具体的处理

####  内存管理

* 分页管理，将内存按照 4kb 大小的页表进行记录管理，前 1G 的地址属于 MMIO。128MB 内存，内核分到 80MB
* 分块堆内存管理，在分页管理的基础上，采用类似 SLAB 的方法，每次分配内存时将大小对齐到 2^n，将申请到的内存按照对应大小划分成许多块进行标记管理。

####  页表映射

在分页管理的基础上，管理三级的页表。仅在映射时进行内存申请。

####  PLIC

平台级中断控制

主要用于控制时钟中断和软件中断（待完成）

* 时钟中断，现设置为 15_0000 个周期（15ms）进行一次中断

####  同步

利用 RISCV 原子交换实现

* 单重锁，仅可以同时上锁一次
* 多重锁，同一个核心可以上锁多次（主要是给中断时的进程调度使用，可以在函数调用中多次上锁）
* 读写锁，支持读取时允许多次上锁，写入时只允许锁一次

####  任务

* 进程，分为用户、内核两种，作为程序存在的标志
  * 内存映射，默认映射执行地址的一个页表以及栈内存对应页表。同时为内核进程映射所有内核用地址以及用户地址，为用户进程映射内核系统调用地址
  * 进程代表程序，管理所属的所有线程
* 线程，作为进程的子集，通过 fork 产生，更加轻量，不需要再次进行内存映射
  * 每个线程分配16张页表作为栈
  * 调度，通过时钟中断触发调度，暂停当前内核标记为 Running 的进程、选取下一个标记为 Waiting 的进程标记为 Running 并运行
  * 第一个线程作为主线程，主线程结束所有线程被卸载，进程结束

####  外部设备

* 块设备，即磁盘。支持同步读写（用单重锁实现，操作发出后锁住，读写完成后触发中断解锁）、异步读写（创建一个 Sleeping 的进程，读写完成后触发中断唤醒待执行进程）
* GPU，图形化显示
* 输入设备，包括键盘、鼠标等的输入（nographic 选项下无效，因为需要 qemu 的窗口捕捉输入）

####  磁盘读写缓冲

预先读取大块磁盘中的内容放置在缓冲内存中。所有读写操作都写入缓冲部分内存。目前只实现了读取，写入待完成。

####  文件系统

目前实现了 FAT32 文件系统的读取。

文件系统以文件树的形式展示，可以读取运行 elf 程序

####  Shell（调试用）

一个简单的命令行交互程序，以独立进程运行，用于调试功能

####  图形接口

* element，基本显示单元，维护一个矩形作为显示内容，支持透明度
* canvas，在 element 的基础上支持翻页功能

####  桌面系统

一个简单的桌面系统，包含命令行窗口、文件夹窗口、Dock。支持一些简单的交互

## License

[GPL-v3](./LICENSE)