HN apresenta: Banan-OS, um sistema operacional semelhante ao Unix escrito do zero

banan-os

Este projeto é um sistema operacional de hobby escrito em C++ e oferece suporte às arquiteturas x86_64 e i686. Ele proporciona uma experiência de aprendizado única em comparação com outros produtos ou projetos open source existentes.

Funcionalidades

• Geral

  • Espaço de usuário Ring3
  • SMP (multiprocessamento)
  • framebuffer linear (VESA e GOP)
  • pilha de rede
  • carregamento de executáveis ELF
  • interpretador AML (parcial)
  • ambiente gráfico básico
    • emulador de terminal
    • barra de status
    • iniciador de programas
    • alguns aplicativos úteis
  • ligação dinâmica ELF
  • memória copy-on-write
    • mapeamento de arquivos
    • mapeamento anônimo

• Drivers

  • discos NVMe
  • discos ATA (IDE, SATA)
  • NICs E1000 e E1000E
  • NICs RTL8111/8168/8211/8411
  • teclado PS2 (todos os conjuntos de scancode)
  • mouse PS2
  • USB
    • teclado
    • mouse
    • armazenamento em massa
    • hub
  • dispositivos virtio (rede, armazenamento)

• Rede

  • ARP
  • ICMP
  • IPv4
  • UDP
  • TCP (parcial e com bugs)
  • sockets de domínio Unix
  • SSL

• Sistemas de arquivos

  • sistema de arquivos virtual
  • Ext2
  • FAT12/16/32
  • Dev
  • Ram
  • Proc
  • Sys
  • 9P

• Suporte a bootloader

  • GRUB
  • bootloader BIOS personalizado
  • bootloader UEFI personalizado

Estrutura do código

Cada componente principal e biblioteca tem seu próprio subdiretório. Cada diretório contém um diretório include com todos os arquivos de cabeçalho daquele componente. Todos os cabeçalhos são incluídos por caminho absoluto.

Build

Pacotes necessários

• apt (testado no Ubuntu 22.04)

  • build-essential, git, ninja-build, texinfo, bison, flex, libgmp-dev, libmpfr-dev, libmpc-dev, parted, qemu-system-x86, cpu-checker

• pacman

  • base-devel, git, wget, cmake, ninja, parted, qemu-system-x86

Compilação

• Para compilar a toolchain para este sistema operacional, é possível executar o comando abaixo. Essa etapa só precisa ser feita uma vez e pode demorar bastante.

  • ./bos toolchain

• Para compilar o próprio sistema operacional, é possível executar um dos comandos abaixo. São necessários privilégios de root para criar/modificar a imagem de disco.

  • ./bos qemu
  • ./bos qemu-nographic
  • ./bos qemu-debug
  • ./bos bochs

• Também é possível compilar o kernel ou a imagem de disco sem executá-los.

  • ./bos kernel
  • ./bos image

• Para compilar para outra arquitetura, defina a variável de ambiente BANAN_ARCH=_arch_ (por exemplo, BANAN_ARCH=i686).

• Para mudar o bootloader, defina a variável de ambiente BANAN_BOOTLOADER. Os valores suportados são BANAN (bootloader personalizado) e GRUB.

• Para executar em UEFI, defina a variável de ambiente BANAN_UEFI_BOOT=1. Também é necessário definir OVMF_PATH para o OVMF correto (padrão /usr/share/ovmf/x64/OVMF.fd).

• Se a imagem de disco estiver corrompida ou você quiser recriá-la, é possível excluir manualmente _build/banan-os.img_ ou executar o comando abaixo.

  • ./bos image-full

• Um script de autocompletar para zsh também é gerado. É possível copiar o arquivo _script/shell-completion/zsh/_bos_ para /usr/share/zsh/site-functions/ ou adicionar _script/shell-completion/zsh_ ao fpath no .zshrc.

Contribuição

• Como o upstream é hospedado em um servidor pessoal, mesclar contribuições não é tão simples quanto no GitHub. Se você enviar um PR no GitHub, o diff poderá ser baixado e aplicado manualmente. Se quiser, uma conta no servidor git pessoal pode ser fornecida. Nesse caso, entre em contato por e-mail ou Discord.

• Como isso é principalmente uma experiência de aprendizado, é pedido que você entre em contato primeiro por e-mail, Discord, issue etc. antes de adicionar novas funcionalidades. Se você enviar um PR sem consultar antes sobre algo que já estava planejado, há uma grande chance de o PR ser fechado. Correções de bugs são sempre bem-vindas.

• As mensagens de commit devem ser formatadas da seguinte forma.

  1. A primeira linha deve estar no formato " Assunto: Descrição ", em que Assunto indica a área afetada (Kernel, Shell, BuildSystem etc.) e Descrição deve ser uma explicação breve da mudança. A primeira linha deve ter no máximo 72 caracteres.
  2. O corpo da mensagem deve explicar em detalhes as mudanças e o motivo delas.

• Todos os commits devem passar pelos hooks de pre-commit definidos em .pre-commit-config.yaml. Para instruções sobre como configurar o pre-commit, consulte pre-commit.com.

[GN⁺]

Comentários do Hacker News

• Elogia a implementação do driver USB do zero. Menciona que quebrou o sistema ao digitar cat doom1.wad
• Gostou do nome do projeto. Pergunta qual foi a parte mais difícil entre as implementadas e se houve algum obstáculo sério
• Menciona que está faltando a frase tradicionalmente incluída em anúncios de novos kernels de OS
• Acha o projeto muito legal. Pergunta quantas horas por semana são investidas nesse projeto e se o perfil de estudante significa universitário. Se sim, quer saber se o trabalho no OS foi feito como parte dos estudos
• Tem curiosidade sobre como o processo de desenvolvimento acontece. Pergunta se roda em VM ou em hardware real. Também pergunta o que foi aprendido durante o desenvolvimento e como o registro do progresso é mantido
• Reconhece que deve ter dado muito trabalho. Quer saber quais foram os desafios mais marcantes
• Acha que é um projeto com um conjunto de recursos inesperado. Pergunta se há planos de portar mais software
• Acha o projeto legal. Sugere "PlatanOS" como nome alternativo para um fork
• Considera uma conquista muito impressionante e também gostou do nome do projeto
• Parabeniza pelo ótimo projeto paralelo. Pede dicas de ponto de partida ou materiais para quem quiser tentar um projeto parecido