【源码】基于C语言和x86架构的操作系统引导与内存管理

项目简介

本项目实现了基于C语言和x86架构的操作系统引导与内存管理系统。它涵盖BIOS启动、实模式到保护模式切换、内核加载、内存管理、进程调度、系统调用、文件系统等核心模块，有助于深入理解操作系统从启动到运行的全过程，特别是x86架构下的内存管理和进程调度机制。

项目的主要特性和功能

1. BIOS启动与实模式：系统启动时，BIOS初始化硬件并加载引导扇区到内存，将控制权交给引导加载程序。引导加载程序在实模式下运行，负责加载内核并切换到保护模式。
2. 保护模式与内存管理：引导加载程序通过设置全局描述符表（GDT）和开启A20地址总线切换到保护模式。内核加载后，初始化物理内存管理，实现页表、页目录初始化及虚拟到物理地址的映射。
3. 内核与进程管理：内核启动后，初始化内核栈、页表、中断描述符表（IDT）等关键数据结构。支持进程调度、进程间通信（IPC）以及写时拷贝的fork()机制。
4. 系统调用与异常处理：通过中断和异常处理机制实现系统调用，用户程序可用int 0x30指令触发。异常处理机制能处理除零、缺页等异常，保证系统稳定。
5. 文件系统：由专门的文件系统服务进程fsenv实现，支持文件的打开、读取、写入等操作，使用块缓存机制按需加载磁盘数据到内存。

安装使用步骤

环境准备

确保已安装x86架构的交叉编译工具链（如gcc、ld等），并安装QEMU或其他x86模拟器。

编译项目

进入项目根目录，执行以下命令编译项目： bash make 编译完成后，生成的内核镜像文件为kernel.img。

运行操作系统

使用QEMU运行编译生成的内核镜像： bash qemu-system-x86_64 -kernel kernel.img 系统启动后，将进入内核初始化流程，随后可执行用户程序。

调试与测试

可以使用GDB进行调试，启动QEMU时添加-s -S参数以启用调试模式： bash qemu-system-x86_64 -kernel kernel.img -s -S 在另一个终端中启动GDB并连接到QEMU： bash gdb kernel.img (gdb) target remote :1234

下载地址

点击下载 【提取码: 4003】【解压密码: www.makuang.net】