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x64 smp operating system

一个简单的操作系统, 可以在x86-64多核处理器上运行.

背景

这是我在操作系统实验课程中完成的作业, 由于课上只讲了在32位单核CPU上的操作系统设计, 而我对在多核处理器上运行的操作系统比较感兴趣, 因此选择了在x64对称多处理器上写一个操作系统这一作业.

开发环境

使用Ubuntu 16.04开发. 安装依赖:

apt install make gcc gdb qemu

运行

make qemu

技术要点

  • 为应用程序提供进程/线程API, 支持进程/线程的创建, 等待, 取消, 睡眠等操作.

  • 实现了进程创建过程中的内存copy-on-write技术.

  • 通过恰当的同步互斥机制避免多个CPU执行指令时的竞争条件.

  • 利用LAPIC/IOAPIC实现多核CPU的启动和中断控制.

  • 通过thread_local变量存储与特定CPU相关的变量.

已实现的系统调用

编号 名称
0 fork
1 exit
2 thread_create
3 thread_exit
4 wait_process
5 wait_thread
6 get_pid
7 get_tid
8 kill_process
9 kill_thread
10 sleep
11 open
12 close
13 read
14 write
15 unlink
16 readdir
17 stat
18 mkdir
19 rmdir
20 lseek
21 exec

远期目标

  • 实现信号机制.

  • 实现对一个常用文件系统的支持.

  • TCP/IP协议栈.

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x64 smp operating system

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