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  • 开发个 app 有多

    千次阅读 2017-01-15 14:38:26
    开发个 app 有多? 非互联网行业从业者,只是单纯想问问 开发个APP有多?需要经历那些流程?难点都在哪里?什么时候出现的?需要哪些人员进行开发? 需要多少钱多少时间?如果能结合自己的经历说说...

    开发一个 app 有多难?

    非互联网行业从业者,只是单纯想问问
    1. 开发一个APP有多难?
    2. 需要经历那些流程?
    3. 难点都在哪里?什么时候出现的?
    4. 需要哪些人员进行开发?
    5. 需要多少钱多少时间?
    6. 如果能结合自己的经历说说就更好了

    我之前关注的几个健身平台半年前就声称在开发APP,结果现在还没出来

    所以开发APP真的很难吗?

    如果能通俗的语言解释整个APP的开发过程和难点最好了:)
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    116 个回答

    钟颖CyaniOS/Mac 开发者,开发「Pin」和「小历」。
    道衍天机提供互联网咨询,App开发服务,微信12931…
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    接触过上万名创业者,开发上线过超过30款App,没有比我更适合回答这个问题的了。。
    本文对想做好一款App项目的人来说这是一篇价值百万的回答!因为这是我们花了几百万试错成本试出来的经验!




    在我们从事app开发行业以来每天都会收到大量客户的咨询。其中有创业者,公司的项目经理等等。前后2年左右的时间接触了上万名想做App的客户。发现80%的客户都容易犯一些致命的错误。

    ◆以为做个软件很简单,所以描述需求的时候及其模糊。

    ◆ 急着想要报价,在自己对需求不确定的时候就要报价。然后就按这个报价开始做。

    ◆不知道自己要什么,想做个商城说要做的是淘宝。

    ◆ 网站和手机App区别搞不清楚。要做手机App却说自己要做网站。

    ◆ 以为所有软件都有模板,而且模板都很便宜。

    ◆缺乏耐心,不明白也从未想过自己要做的东西有多复杂。

    ◆自己不知道要做的东西的具体功能,要靠开发商来猜。而且还这时候就要报价。



    事实告诉我们,这些问题一定会导致以下结果。


    ◆ 项目做出来跟自己想的完全不一样。

    ◆根据一项国外的专业数据统计机构调查,在外包项目中,有52%的项目经理因为项目失控/失败而被迫离职/降职/开除。

    ◆ 项目上线的时候漏洞百出,反复修修补补解决不了问题。后面必须重做。(滴滴打车当年的外包就遇到了这种情况,找外包做的一塌糊涂。做出来没用过一次就直接报废重做)

    ◆ 误把自己都不确定需求时得到的不靠谱报价当做真实报价去开始做预算,导致后期资金预算跟不上继而导致项目失控/破产。



    我们经常遇到客户第一次跟我们咨询的时候说,以前找的某某软件公司太坑爹。做的东西象一坨屎,仔细一问就发现。原来他自己在项目开工之前自己对自己的需求是完全不清楚和不确定的。就这样稀里糊涂就开工了,以为开发商会帮他完善剩余东西。实际这些客户告诉我遇到过的开发商没有一家会去帮他们中途完善。

    原因很简单,需求想的越仔细开发成本越高。一般根据需求的细化程度,成本差出来几倍到几十倍都很正常。10万接的项目,真要扣细节100万的工资成本都不够。这也是一般客户们平时问报价的时候,不同的开发商报价会差出来这么多倍的原因。并不是仅仅是贵和便宜。根本原因是大家对需求的理解完全是不一样的。客户自己不清楚就没人会清楚了。


    负责任的外包公司会仔细的问你需求细节,不负责任的外包公司上来就给你报价。


    人总是有惰性的,一旦要想事情和要思考的时候都懒的思考。所以客户们一般反而会讨厌这种有耐心的会仔细问需求的开发商。反而喜欢这种什么都不问其实不知道你要做什么,但是先报个超低价吸引祝其入坑的开发商。最后带来的结果一般就是我们前面提到的那种情况,项目直接失败。或者中途被黑心开发商宰一把,中途狠狠加价(原来1万能做的功能中途要5万)。因为你已经选了他了,要么做到一半放弃,要么按他的继续加钱。大部分人都不想前面投入一半的预付款打水漂,而又不知道加这么一个功能到底会加多少钱。这时候已经没法再去选其他的开发商试了。所以会选择做下去。。。


    我见过的最常见的例子,就是很多人上来就问做一个APP多少钱?或者问做一个简单的APP多少钱?或者说我要做个类似美团/淘宝/京东/滴滴打车。。。一样的APP多少钱?

    第一种:问做一个APP多少钱?

    其实你问这个问题就好像你到4S店问,一辆车要多少钱?车有10万的家用轿车也有1000万的超跑。车根据用途(轿车,越野,跑车,赛车,公交也是车),配置,引擎,装置不一样,价格和成本是天差地别。同理,你来问APP也是一样的。必须表达清楚自己要的是什么样的APP,用于什么场景,APP解决什么问题,怎么解决(具体需要哪些功能)。就来问价格,不亚于你去问汽车4S店,我就是要一辆车,你告诉我价格就行了。别人肯定会拿你当傻子。因为你踏马没告诉人家你到底要什么车啊魂淡!!!


    如果你只问我做一个APP多少钱? 我只能告诉你,几百块到几个亿,都有可能。


    第二种:我要做一个简单的APP,多少钱?

    每个人对简单的定义是不一样的。你说的简单具体是简单到什么程度,你又具体是要做什么东西的,很多人觉得微信也挺简单的。。。建议你每次问的时候都说清楚具体功能。




    第三种:我要做个类似美团/淘宝/京东/滴滴打车。。。一样的APP多少钱?

    一般这么问的创业者有个特点,很多说不清楚自己要的是什么。可能只是看中了比如滴滴打车的地图功能,但是描述的时候说的是跟滴滴打车类似。而滴滴打车的地图功能本身实际只占了滴滴整个软件系统功能的百分之一都不到。同理,有的是看中了美团的团购部分,说自己要做的是美团。有的看到京东有在线支付,就说自己要的是京东。如果你直接这么问,我其实完全不明白你想要的是你举得例子里面的具体什么功能。因为不可能完全仿一个美团/淘宝/京东/滴滴打车。。。


    为什么不能是完全仿做?你看到的貌似简单的美团/淘宝/京东/滴滴打车/微信......这样的APP,每个的软件研发成本都是过千万,乃至几亿的(特别是复杂的后台)。因为这些大公司APP的细节的复杂程度和后台的复杂程度超乎你的想象。现在所谓的很多软件仿京东,微信之类的,网上说能给你开发微信京东之类的公司,可以说真正能做的功能不到微信京东的百分之一。举几个具体的例子。比如就说最基本的注册登录,可能就分为邮箱注册登录,微信授权登录,QQ授权登录,微博授权登录,短信验证码注册登录,密码找回又分为邮箱找回和短信找回。这里就罗列了7种情况,你做一种还是做7种开发成本可能就差了7倍或者更高。


    又比如搜索功能,最简单的搜索功能可能开发一下就是几个小时的事情,但是这种搜索可能在几千个,几万个商品数据的时候还能正常运行。但是如果商品数据有几百万条,这时候肯定会崩溃。而不仅仅是商品数据会起到影响,比如你搜索功能是支持模糊搜索(即输入的关键词可以有偏差)还是精准搜索。模糊搜索能模糊到什么程度,讲究都是很大的。淘宝京东这样大平台的搜索功能,很多大公司光一个搜索功能就是需要十几个人的开发小组常年去进行开发和优化,养这些人的成本一年就是几百万上千万。你现在就可以打开淘宝的搜索功能仔细看看它有多少细节(高级搜索,地域,价位筛选,搜索结果排序等等等等)。感兴趣的可以自己去查查这些上市公司的财报。每个季度在软件开发上的成本都是几千万到几个亿不等。大公司一定是招自己有需要的人,如果不需要肯定不会招这么多人。由于篇幅有限,更详细的原因和要注意的地方不做详述。




    这里贴上滴滴打车的招聘广告,感兴趣的可以看看滴滴打车背后的技术团队有多少人。

    仅3月份在招的技术职位就多大上百个。平均年薪都在20到40万之间。

    滴滴打车招聘职位

    现在诸位能理解为什么很怕这些问题了吗? 因为创业者的确是明明确确的告诉我,要做一个淘宝/京东/滴滴打车类似的APP,但是这种APP的成本是天文数字。你可能要的只是其中一部分功能,或者只是想模仿他的运营模式。



    有些人可能会觉得,这是大公司所以才需要。我创业初期需要考虑的这么细吗?很明确的告诉你,非常需要。

    等到错误发生了你再去解决,所要付出的成本是非常巨大或者会直接导致失败。

    大公司不仅仅是因为他是大公司才做得细,是因为他做得细才能成为大公司。

    而且你不考虑没人会替你考虑。不要寄希望于你在网上找的这些软件公司,他们只会告诉你这件事很简单,你快来吧,来了就能发大财,互联网人傻钱多。你不说清楚自己的APP具体需要的是哪些功能,最后吃亏的一定是你自己。因为你在不清楚自己要做的东西具体是什么样子的时候,你找的软件公司就更加不知道。




    你寄希望于他们给你去思考细节,他们只会给你偷换概念,偷工减料。因为这样做就可以给你的报价更低增加你选他的概率。



    之前有个真实的例子,一个客户跟个不负责任的开发商只说了有注册登录,而没和他说过要做找回密码,开发商也没有提醒他。而最后软件就是没有找回密码的。如果各位看官不想自己也遇到这样的情况而被坑,就请想清楚自己App尽量多的细节。


    比如一个购物车功能包括,加入购物车,从购物车移除,添加/减少购物车内某个商品的数量,直接输入数字修改商品的数量,批量付款。这些功能里面你说了一个很多开发商就只会做一个,大部分开发商不会考虑其他的。而一般创业者会觉得,淘宝有啊,一般都有啊你为什么没做?(创业者看到的一般都是那种大公司很成熟的产品),你要知道,淘宝的开发成本是亿级别的。而且经过了很多年的迭代和更新。


    阿里巴巴集团2015年Q3季度财报显示,2015年第三季度产品开发开支为人民币32.25亿元(约合5.07亿美元),占营收的15%。你没看错,一个季度32亿的开发成本。一年就是一百多亿。


    大部分情况下细节方面你不和开发商提,一般就没有。如果别人会替你考虑的越全面,那么开发成本一定会很高。

    这里我列举三大块最影响APP软件质量和成本的东西。希望大家一定要记在心里!!!方便找合适的开发商和掌控项目质量。


    1.功能的开发方式

    现在市场上存在的几种开发方式如下:


    a.web网页加壳生成APP

    web网页加壳生成APP的开发方式,先花几百块钱买个现成的手机网站模板,在加壳打包一个APP只需要5分钟,但是做出来的效果很差,耗流量,浏览体验极差,访问速度慢等等。部分开发商利用客户不懂,把这种5分钟速成的东西,当成原生态开发的APP去欺骗创业者。卖几千到几万的价格。而创业者很多时候还自以为捡了便宜(问了十几家这家最便宜)。


    b.Web网页+原生态混编(网页部分占80%以上)

    混编方式的APP效果比第一种稍好。但是如果要做出接近原生态的效果,需要不断的优化和改版,花的钱不比原生态少。而如果不对网页和系统优化,只是简单的拼凑。那么做出来的效果和web加壳的差不多.


    c.HTML5开发

    成本大概是原生态APP的50%到30%,也是比较接近原生开发能达到效果的一种方式。但受到很多限制。各大平台兼容性还不足,相对来说还处于过渡期,同时比较耗系统资源。在低配的手机上更卡。手机淘宝的APP目前就是HTML5+原生态混编的,相对来说在很多低配的手机上还是比较卡的。最近优化了很多,但是早期的表现很不尽人意。Facebook和京东都尝试过HTML5,同时也吃了不成熟的亏。HTML5的未来或许是美好的,但是这期间的试错成本小公司不一定承受得起。


    d.原生态开发

    是目前最常用和最成熟的方式。越重视细节成本越高。一般根据具体功能要求一个APP的开发成本从几千块到几千万不等。


    2.功能的实现方式(功能的复杂程度和用户量)

    比如上面说到的搜索功能,具体对搜索功能的要求成本会让成本差出来几万倍。不仅仅是搜索,再举几个例子。比如微信里面的聊天,分为文字,图片聊天,录音的语言聊天,语音及时对讲,视频聊天。

    语音及时对讲和视频聊天只简单提一提。这些都是开发成本要用百万级和千万级来计算的东西。微信和QQ乃至现在自己的语言对讲和视频聊天都是有很多问题的,比如同时多人聊天会有很大的回声,电流,杂音。不是腾讯不知道,是知道了但是很难解决。

    这里具体讲比如录音发送,一般来说我们听一段60秒的音乐是1M左右。而微信的一段60秒的语音压缩到了几十K,来保证发送和接收时的速度。同时还做了语音降噪(减少周围的噪音)等等。而如果这些不去考虑,只是简单的发送一段语音。两者之间的开发成本相差几倍到几百倍很正常。同样的,你的APP做出来你会发现,消息发送很慢,很耗流量等等。


    3.APP在手机上的兼容性

    相信各位在用手机APP的时候,特别是安卓手机。肯定发现有些APP会闪退,卡死之类的情况。这个就是因为APP的一部分功能在这台手机上不兼容或有bug。这些问题非常多而且很难解决。你只是一个用户的时候感觉不会那么强烈,因为你用的大部分都是大公司开发的很成熟的产品。但是你自己作为创业者的时候就必须要考虑了。因为没有人想自己的APP开发出来,10个手机上8个闪退。但是事实又的确如此。很多几十万成本开发出来的APP到处都是闪退。

    兼容性是非常影响成本的(会对成本造成上下几倍到几百倍不等的成本)。仅安卓而言。安卓手机全世界有一万多种机型,各种不同的手机品牌,分辨率,操作系统版本号,都对程序的兼容性有影响。很多时候做兼容性调试的成本还要大于软件的开发成本,真要做到主流手机兼容,光买测试的手机就要花几十万去买。一个APP如果开发出来,不做兼容性调试开发。和做兼容性调试开发,成本也是会差出来N倍的。

    另外在说说模板,很多时候一些项目如果有成熟的模板解决方案能节省很大的成本。

    但是模板也一样价格存在巨大的差异。同样的一个商城模板可能价格也上下差出来几十倍,原因也是因为细节功能完全不一样,可能功能差了十几倍。如果你在买之前不仔细观察细节功能,那么一定会出现买了后大呼坑爹的情况。这个系统可能整个流程都是残缺的,更不要提你拿这个残缺的系统去运营了。

    另外不是所有APP都有模板,一般来说只有商城相关的APP的模板比较多。而且模板有成熟不成熟的区别,真正成熟的模板开发成本和时间是巨大的,一个公司不可能同时有很多好的模板。因为数量多,必定不精。开发一个好的模板的成本已经巨大了,同时还搞多个,则说明每个模板上投入的成本和精力不会太多。


    3月30日更新几个app外包开发常见的几个坑。

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    常见坑一:

    客户问外包公司你们有什么知名案例吗? 外包公司说有啊,美团,大众点评,携程,一号店(说出一个一二线,或者是三线有一定知名度app的例子)是我们做的/是我们的案例。

    这种情况下90%是偷换概念或者纯骗。不管你找的这家公司是真有几百个人的大公司还是只有几个人的小公司。


    客户喜欢听大案例,这样放心。但是在互联网技术领域,大公司的互联网产品是不可能外包给别人做的。

    实际情况是,任何你但凡听说过小有名气的App,基本都是互联网公司自己招人做的 不太可能是找外包。你可以在百度搜索任何一家你听说过的app名字或者互联网公司名字+招聘2个字,都能看到他们长期在招聘大量的程序员工程师,同时公司长期备有几十到几百,甚至上千人的技术团队。


    即使真的找外包,可能是最早创业初期的第一期找的外包,但是他们后来出名的那个系统跟最初找外包做的,已经完全不是一回事了不是一个东西了,业务代码已经完全不一样 。


    外包做的东西就是前期低成本试错的一个东西,很可能一次都没用过就直接报废。滴滴打车之前最早就是找的外包开发的,但是基本没正式用过就直接报废了自己招人重新做。但是这家外包公司可能在N年后滴滴打车牛逼了后会跳出来跟客户说:滴滴打车是我客户案例,滴滴打车是我做的。利用的就是偷换概念和客户不懂不会较真。滴滴打车当前找他们做并不是因为他们牛逼,而是滴滴打车可能也被他们坑了。


    还有的是,有些外包公司在这个很出名的App公司团队初创的时候,跟这个团队的创始人吹过牛逼,也只是吹过一点牛逼而已,可能并没有实际合作项目。然后这个外包公司N年后发现当年一起吹过牛逼的那小伙做成功了,这时候他跳出来说 XX是我客户,XXApp是我们客户案例。。


    还有一种情况就是, 比如很大的互联网公司,比如携程或者大众点评或者一号店,他们平时开发的时候也会有忙不过来的时候 ,偶尔会找些外包公司进行一部分的人员外包,要几个技术员过来帮忙干几个月临时的杂活。一般都是打杂接触点边缘化的没有技术含量的东西,根本接触不到核心部分业务代码。 但是这时候外包公司又会说,大众点评是我们做的。都是偷换概念,显得自己牛逼。


    还有的就是一点关系也扯不上, 强行欺骗来增强客户信任。揭穿了就算了。


    其实你可以做个简单的实验,你在百度或者其他任何平台公司找app外包开发公司的时候,会遇到N家官网上有大众点评,或者在家点点,携程,美团之类的app是他的客户案例的,或者是他们的业务人员亲口跟你吹这样的牛逼。

    其实这些被合作的互联网公司并不知道自己被合作了,以前有个梗是说吃了一次肯德基就是肯德基的战略合作伙伴了,加了一次油就是中石化的战略合作伙伴了。 而在app外包领域里真的这么干的公司非常多,不说小的,甚至大量已经上市的外包公司也吹这样的牛逼。偷换概念乐此不疲。


    常见坑二:

    外包公司给你的合同一定要仔细看,很多时候被骗的客户自己公司是有法务的但是也一样被骗。因为你的法务和律师根本看不懂那些看似专业的技术词语。所以并不知道他是在扯淡还是合理的。由其是在验收标准和开发要求的这几大块上。基本如果甲方公司没有懂技术的,哪怕有专业的法务也太容易被骗。


    一般体现在合同里对需求描述的不详细或者压根合同里就没有提到需求,只说要做个某某app,多少钱什么时候交付。 这样的合同其实压根没有一点卵用,你们之间商量的做个某某app只有你们自己口头讨论了需求,但是如果没非常详细的落实在合同里,最后外包公司随便给你个东西也能交付。甚至压根就不是最早你们商量的,因为合同里并没有证据能证明你们要做的到底是什么。

    同样的还有开发方式(原生还是混编,H5还是加壳),验收的标准是什么这些如果不提,每一次都是提前被埋下的炸弹,遇到骗子你去法院都白瞎。根本就告不倒人家,就是合法的骗。


    一般负责任的公司在合同里都会非常详细的给到一个很长的需求文档,根据项目的大小起码有几十页,里面有各自原型图和需求说明。用到的技术,项目架构,开发方式等等都讲的非常清楚。


    这个文档是合同非常重要的附件,里面详细的描述了你们这次项目具体是要做成什么样子。如果没有这个,双方签完合同的时候其实都是蒙逼的。要做什么根本没个界定,到时候胡乱拿个东西交差也是不违反合同的。


    这个看似常识的东西其实大部分外行都不知道,我每年都至少见到几十起外包开发被骗是被坑在这个地方的。


    甲方如果不重视这个,哪怕被人骗了告到哪去都没用。 因为别人没违反合同。你们的合同压根就是一张废纸。


    暂时就更新这么多,app外包坑非常非常深。最好的方式就是甲方自己公司有个懂技术的能参与进来选择开发商和逐步交接。以后有时间在慢慢更新,希望能帮到真正想创业的人。

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  • 如何从零开始个操作系统?

    万次阅读 多人点赞 2019-08-20 18:17:55
    如何从零开始个简单的操作系统? 关注问题 写回答 操作系统 编程学习 如何从零开始个简单的操作系统? 看了这个:从零开始个简单的操作系统 求指教。 关注者 4,787 被浏览 352,884 关注问题 ...
    
    

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    如何从零开始写一个简单的操作系统?

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    如何从零开始写一个简单的操作系统?

    看了这个:从零开始写一个简单的操作系统 求指教。

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    终于可以来回答这道题了……

    一年多前,也就是大一下学期末的时候,我看到这个问题下

    @fleuria

    叔的答案,然后看了 F 叔给的这个链接 基于 Bochs 的操作系统内核实现 ,当然是什么都看不懂,除了惊诧之外也了解了一件事情:一个人写一个简单的操作系统内核是一件非常帅气并且可行的事情。

    于是我开始写了,那时候我的水平大概是:只会做 C 语言的习题,编译的话只知道按 F9,汇编知道常见的指令,另外会一点点的 Win 32 编程,能流畅使用 Windows。

    一开始我找了《30 天自制操作系统》来看,每天看书,然后把从书里把代码打出来,一次一次地编译运行。因为要同时写汇编和 C,所以从那时候起就开始用 vim。

    在啃完了差不多半本书后,开始觉得没意思了……因为觉得作者为了让内容更简单而省略了太多细节。也看了于渊的《Orange‘s 一个操作系统的诞生》,依然没看下去:汇编用得太多了。期间也曾斗胆发邮件给 F叔,然后他推荐了 Bran's Kernel Development Tutorial 这个教程,于是我就从这教程重新开始了: 「30天自制操作系统」 Stop & 「OS67 」 Start

    那时候大概是大二上学期,于是在 github 上又开了一个 repo,一开始在 Windows 下开发,后来又切换到了 Linux 下,因为 Bran's 用的 bootloader 是 Grub,不符合我的初衷,所以就自己写了一个,之后便跟一路教程写,跨过了保护模式这道坎,完成了基本的设备驱动。

    在完成 Bran's 后,我又部分参考了 写一个操作系统内核有多难?大概的内容、步骤是什么? - To浅墨的回答 中推荐的:hurley25/hurlex-doc · GitHub 文档,完成了一些简单的调试函数和库函数,printk 和内存分配。
    事实证明,尽早写好调试函数诸如 panic, assert 和 printk 是非常重要的。 大量地使用有助于你尽快地发现 bug (当然前提是这些函数本身不能有 bug)。

    看完了 hurlex-doc 该看的部分后,很长一段时间了都不知道该干嘛好,模仿 hurlex-doc 里的内核线程切换也一直出错。这一情况一直持续到我开始读 Xv6, a simple Unix-like teaching operating system

    如果你去看知乎关于「自制内核」的问题,你会发现 xv6 被反复地提及并推荐,事实上它非常值得被推荐:这是我读完大部分代码之后真切体会到的。

    之前的 Bran‘s 和 hurlex-doc 的篇幅都比较小,我是在电脑和 kindle 上看完的,xv6 相对来说代码量比较大,有 9000+ 行和一份文档,之后我又找到了这个:ranxian/xv6-chinese · GitHub xv6 文档的中文译版,所以我就去花了十二块钱学校打印店打印了一份中文文档和一份代码。这又是一个正确的决定,让我不必对着电脑就能看代码。

    在之后的时间里,我先读了 xv6 中文件系统相关的部分,然后改写它的代码为我的内核添加了一个 类似 Minix 的文件系统。 然后几乎又照抄了其中了进程调度的部分(做了部分简化),又在原来的代码基础上为添加操作系统的接口,接着写用户程序,过程几乎是「一路顺风」。看 xv6 的那段时间也经常是处于醍醐灌顶的状态。

    最后我终于在差不多一个月前完成了这个简陋的操作系统内核:
    LastAvenger/OS67 · GitHub (没错其实我是来骗 star 的)

    历时一年,一路点亮了不少技能树(虽然都点得不好),这样算是「从零开始写一个简单的操作系统」么? 跟进一步说,有谁不是从零开始的呢? 所以想做的话,现在就开始做好了。

     

    这是被「翻烂」了的 xv6 源代码和中文文档(其实是放书包里被磨烂了)


    「故事」讲完了,接下来说一点经验之谈吧……

     

    * 知乎上总是有人在讨论「做一个玩具编译器和做一个玩具内核何者更有趣」之类的问题,然后总有各种大V 跳出来说内核有多 dirty 而编译器多 clean,事实上除了 CPU 上的几个表因为历史原因长得恶心一点,内核并没有什么特别 dirty 的地方,另外,想做点什么打发时间,不过是两个代码量稍多的入门项目,有什么好纠结的?
    * 写内核的过程中,你会接触到一些这辈子大概只会用到一次的知识,A20 线已经成为历史,日常的编程里面也不需要你懂得 GDT IDT 的结构。但是单凭内核主要部分部分(文件系统,进程,内存)给你带来的知识而言,这点冗余是值得的。
    * 尽早实现调试函数并大量使用,善于利用 bochs 的内置调试器,能省下你不少时间。
    * 有时候觉得书里的做法非常奇怪,你觉得你有更好的做法,一般是你想错了。(当然只是一般)
    * 上面说看 xv6 一路顺风是假的,20% 时间在抄代码,80% 的时间用来调试
    * 对我这种能力一般的人来说,「写内核」只是好听的说法,正确的说法是「抄内核」。当然,就算是抄一个,也算是受益匪浅了。
    * 抄 xv6 的好处在于,即使你的代码出错了,你可以坚信,正确的答案肯定在 xv6 的代码里,或许只是你还没理解透而已,只要不断地看和理解,你就离正确的道路越来越近。

    最后,感谢

    @fleuria

    在微博和邮件里的多次帮助,

    @To浅墨

    的 hurlex-doc 文档,鲜染同学翻译的 xv6 中文文档,

    @郭家华

    完美地解答了我一开始的疑问,让我在内核中得以使用 C 语言。
    在 #archlinuxcn 频道里也得到了很多人的帮助。

    发布于 2015-11-09

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    邱永臣

    邱永臣

    什么都懂一点,同时又什么都不懂,这就是我,一个喜剧演员。

    1,430 人赞同了该回答

    大二的时候,老师(中山大学万海)对我们说:“如果有谁能自己写一个内核出来,那么,他平时可以不来听课,也不用做平时作业,做出来还能加分,怎么样,有没有人有兴趣?”

    和老师一番讨价还价之后,我成为全年级几百号人里唯一一个自己写内核/整个学期都不去教室听课/任何作业都不做的那个人(代表着我的身边将没有可以提供参考的人,任何资料都只能自己找)。

    一开始买了《30天自制操作系统》,上面写着需要软盘还有其它的模拟器,我的初衷是写一个可以烧在真机上一按开机键就能跑起来的那种,所以看了几页后就丢开了。后来又找了国人写的一本,也不是特别符合,也丢开了。

    这时我看到了那本教材(俗称绿宝书),约莫800页。之后的两个星期里,我每天泡图书馆,以每小时10页的速度读完了它,在上面乱涂乱画了许多标记。800页的英文书,我从中学到了大量的基本概念(线程进程,内存算法,寻址方式等等)。

    接着我寻思直接从网络上而不是从书上寻找资料,TA师兄给我提供了一个OS Development,我照着上边的例子,写了数以千记的汇编代码,习得了汇编技能。

    此时,我具备基本的概念知识,对程序的语言也已经理解,知道了虚拟机的调试方法,差的,就只有对内核整体是如何协作不太明白。于是我去找来老师用于教学的PintOS,找来MIT那个项目的代码,还有国内一个高校自制的OS(是几个研究生一起写的),仔细研究了一遍,最后开始写代码。

    在那个学期里,我放弃了LOL,一心看代码,写内核,写各种模块,将过程记录在博客上,花了三个月的时间,最终写出一个具备terminal的内核(文件系统没写好,时间不够),可以跑命令,运行函数,管理内存和进程,处理中断。






    如果你想知道具体整个编写的过程是怎样的,可以看看我当时的记录,如下(很长):

    原文:(http://www.ilovecl.com/2015/09/15/os_redleaf/ )







    (一)OS说明

    今后,我就要开始折腾操作系统,有了一点小小干劲。

    我的计划是,先看过一份用于教育目的的系统源码,再去翻找相应的资料(我手头已有绿宝书),在翻资料的同时开始写代码,然后做好移植真机的工作,DONE!
    我也明白,理性很丰满,现实很骨感,这过程不会如同我计划中这般简单和轻松。但是,见难而退可不是我的风格(那样我会被红叶二小姐调戏的),不管如何,我都会,怎么说呢,尽力吧。

    出于课程需求,斯坦福那些人亲自写了一个名为“pintos”的系统。pintos的结构比较简单,分为进程管理、文件系统、用户程序、虚拟内存等几个部分,也正是因为这个原因,我选择pintos作为我的参考蓝本,现在在读它的源码。

    在接下来的几个月时间里,不出意外的话,我会不断的在博客上更新我的进度。

    (三)交叉编译环境

    倘若我们要在ubuntu上编译另外一个完整的OS,交叉编译环境是必不可少的玩意,维基百科有云:

    交叉编译器(英语:Cross compiler)是指一个在某个系统平台下可以产生另一个系统平台的可执行文件的编译器。
    (想起以前,我为了给路由器编译OPENWRT,下载大量源码,愣是编译了几天几夜。那时候的我,真是“可爱”。)
    为了配置好交叉编译环境,我废了好大力气,最后勉强找到了组织。
    编译环境大致分为2部分,binutils和gcc。我先装好gcc-4.9.1,之后下载gcc-4.9.1和binutils-2.25的源代码,似乎gcc版本与binutils版本要对应来着…

    开始编译之前,需要准备全局变量(在命令行中敲入以下命令):

    export PREFIX=”$HOME/opt/cross”
    export TARGET=i686-elf
    export PATH=”$PREFIX/bin:$PATH”
    编译Binutils
    cd $HOME/binutils-2.25
    mkdir build-binutils
    cd build-binutils

    #注意是在源码目录下面新建一个文件夹,然后cd到该文件夹里,然后才配置configure,不这么做的话,嘿嘿..
    ../binutils-x.y.z/configure –target=$TARGET –prefix=”$PREFIX” –with-sysroot –disable-nls –disable-werror
    make
    make install
    –disable-nls 告诉binutils,不要添加本地语言支持

    –with-sysroot 告诉binutils,在交叉编译器中允许sysroot

    编译GCC
    cd $HOME/gcc-4.9.1
    mkdir build-gcc
    cd build-gcc

    #注意是在源码目录下面新建一个文件夹,然后cd到该文件夹里,然后才配置configure,不这么做的话,嘿嘿..
    ../gcc-x.y.z/configure –target=$TARGET –prefix=”$PREFIX” –disable-nls –enable-languages=c,c++ –without-headers
    make all-gcc
    make all-target-libgcc
    make install-gcc
    make install-target-libgcc
    –disable-nls 告诉GCC,不要添加本地语言支持。

    –without-headers 告诉GCC,不要依赖任何本地库,我们必须在自己的OS中实现库。

    –enable-languages 告诉GCC,不要支持除了C、C++之外的语言。

    提醒
    不同机器配置不同,编译速度也不同。

    编译这两个软件,我花了近3个钟,机器配置之低自不必说,说了都是泪。

    如果任何人的任何编译过程出了任何问题,请仔细地、认真地、用心地再看看上面的命令,在你没有弄懂它的原理之前,请不要擅自做任何“改进”(血淋淋、赤裸裸的教训呀)。

    (五)OS模糊框架

    翻完了手头的绿宝书,我才晓得,人都是被逼出来的。

    操作系统的概念都差不多已经知道,接下来,该由“理论态”切换到“实践态”了喔(书还是不能看太多,会中毒的–)。

    对了,从别人推荐的地方弄来了一个框架(曾在android平台写了几万代码,我深深体会到框架的作用),轻松开工吧。

    先说明一下这个框架:Meaty Skeleton,开源示例,内核和用户分离,方便扩展,嗯,没了。

    最近烦杂事情很多,心情,不算愉快也不算低落吧,近来又梦见红叶,不知道又要发生什么,不管。

    (六)内核第一步任务:GDT完成

    天色已晚,又下着雨,我也忘记带伞了,嗯,等会儿再回去好了,这个商城的环境还是蛮好的。

    今天实现了GDT。

    (也不算是实现吧,因为我打算使用纯分页的流氓招数,放弃纯分段或分段分页混合,所以就不太用心于实现GDT,只是浏览INTEL的官网,借用了几个FLAG定义之类的东西,匆匆就写完了GDT)

    下面是记忆:

    使用内嵌式汇编
    分4个段,两个高级的内核分段,两个低级id用户分段
    预留了一个TSS,虽然也不打算用硬件实现任务切换(听前辈们说,硬件实现非常的麻烦)
    把 设置GDT表的函数(init_gdt)放在kernel/arch/i386/global_descriptor_table.c中,而段 segment_descriptor的定义(seg_desc)则放在kernel/include/kernel /global_descriptor_table.h
    引用了英特尔的一份公开资料
    一些全局或者说全世界通用的参数放在kernel/include/kernel/global_parameter.h,有些人更绝,把所有函数的原型放在一个地方,哪怕内核级函数和用户级函数混在一起
    翻了太多资料,头都晕了
    按进度来看,有点紧,也无妨。

    (七)内核第二步任务:IDT完成

    佛说人者,非人者,名人者。
    已经写好IDT的载入,加上之前的GDT载入,就已经完成两个与机器硬件相关的模块(准确的说,应该是给CPU的特定单元载入内容)。不过我并没传说高手那么厉害,高手们一天一个模块,可我近几天连IDT对应的IRC和HANDLE都还没弄。

    在bochs上调试时,分别 键入info gdt 和info idt 1,能看到GDT和IDT的内容。

    今日要点:

    AT&T汇编和寻常的INTEL有些许区别,不过区别不是很大
    GDT和IDT都是固定的表,必须实现,实现方法各异
    之前留下的TSS并非用于切换任务,而是用于保存从“用户态”回到“内核态”时必须使用的跳转地址
    未完待续
    后记,IDT里面的OFFSET并没有得到正确的值,因为IRQ还没设置好,相应的HANDLE还没有弄好
    2015年4月16日01:14:25补充:

    设 置了IDT表中的头32个项,也就是ISR(interrupt service routines),它专门处理诸如“除以0”/“Page Fault”/“Double Fault”等exception,它对exception的处理方式也很简单,或者说根本没有处理,仅仅是打印exception的类型而已。

    我 随便写了一句int a = 1/0,调试的时候,bochs提示”write_virtual_checks(): no write access to seg”。可能是内核还没具有从用户态跳转到内核态的能力吧,毕竟IDT的头32个项都拥有ring0的级别,明天再看看。

    补上3种中断类型:

    Exception: These are generated internally by the CPU and used to alert the running kernel of an event or situation which requires its attention. On x86 CPUs, these include exception conditions such as Double Fault, Page Fault, General Protection Fault, etc.
    Interrupt Request (IRQ) or Hardware Interrupt: This type of interrupt is generated externally by the chipset, and it is signalled by latching onto the #INTR pin or equivalent signal of the CPU in question. There are two types of IRQs in common use today.IRQ Lines, or Pin-based IRQs: These are typically statically routed on the chipset. Wires or lines run from the devices on the chipset to an IRQ controller which serializes the interrupt requests sent by devices, sending them to the CPU one by one to prevent races. In many cases, an IRQ Controller will send multiple IRQs to the CPU at once, based on the priority of the device. An example of a very well known IRQ Controller is the Intel 8259 controller chain, which is present on all IBM-PC compatible chipsets, chaining two controllers together, each providing 8 input pins for a total of 16 usable IRQ signalling pins on the legacy IBM-PC.
    Message Based Interrupts: These are signalled by writing a value to a memory location reserved for information about the interrupting device, the interrupt itself, and the vectoring information. The device is assigned a location to which it wites either by firmware or by the kernel software. Then, an IRQ is generated by the device using an arbitration protocol specific to the device’s bus. An example of a bus which provides message based interrupt functionality is the PCI Bus.
    Software Interrupt: This is an interrupt signalled by software running on a CPU to indicate that it needs the kernel’s attention. These types of interrupts are generally used forSystem Calls. On x86 CPUs, the instruction which is used to initiate a software interrupt is the “INT” instruction. Since the x86 CPU can use any of the 256 available interrupt vectors for software interrupts, kernels generally choose one. For example, many contemporary unixes use vector 0x80 on the x86 based platforms.
    今天载入到IDT中的,正是第一种类型(Exception),只不过换了个名字叫ISR而已。

    未完待续。

    2015年4月18日12:06:45补充:

    之前的”write_virtual_checks(): no write access to seg”错误并不是权限的问题,而是段寄存器DS的值错误,它的值应该是0x10,可我给它赋值0x08。0x08是段寄存器CS的值,0x10才是段寄存器DS的值。

    另外,这at&t汇编里面,把C语言函数的地址赋给寄存器,必须在函数名前面加上$。

    至此,ISR彻底完成,只是,似乎IRQ又出了点问题….

    未完待续。

    (十)内核第三步任务:分页完成

    稍微做下记录…

    得到内存大小
    首先,利用grab得到物理内存的实际大小。

    物理内存管理
    然后,用一个数组map来监督物理内存,数组的每一项都对应着一个4K的物理内存。在这里我遇到了一个问题:数组的大小如何设置?因为还没有内存分配功能,所以不可能allocate一块或new一块内存来存放数组。找来找去也没找到合适的方案,就自己弄一个粗鲁一点儿的:设置数组大小为1024 1024。这样一来,数组的每一项对应4K,有1024 1024项,恰好可以对应4G大小的物理内存。但这样又有一个缺陷,倘若物理内存没有4G而是128M,那么该数组就有大部分元素被废弃了。现在先,额,不管这个,之后再解决。

    至于这物理内存它的实际分配,我是这么觉得的:把前64M的物理内存当作内核专属(把内核的所有内容全都加载到此处),剩余的物理内存才是空闲内存,用于allocate。

    为了方便分配物理内存,我采取最最最简单的方法:把所有空闲的物理页放到一条链里,需要的时候直接拿出来就可以了。

    虚拟内存管理
    之后,就是把page_directory地址放入CR3并开启硬件分页功能了。

    page_directory,page_table等作用于虚拟地址。对于这4G的虚拟地址空间,排在前面大小为MEM_UPPER的一大块虚拟内存都是内核空间,剩下的排在后面的都是用户空间。也就是说,在有512M的物理的情况下,虚拟内存的前512M是内核态,后面的3584M是用户态。

    分页错误
    内存分配的过程中,可能出现“页面不存在”、“页面只读”及“权限不足”3种错误。处理分页错误,CPU会自动调用14号ISRS,我们要做的,是把我们写的处理函数地址放到14号ISRS的函数栏即可。

    每次分页错误,CUP调用14号ISRS,继而跳入我们设计好的处理函数(-_-陷阱?)。

    不过我现在也是暂时先不写分页错误的处理函数,如果内存真的任性真的出错了,我也不会管它的,傲娇就傲娇吧。

    到这里,分页就算是初步完成了。

    致命的伤痛
    很遗憾,物理内存设置好了,虚拟内存设置好了,也正常工作了,但是我一旦开启硬件的分页功能,就有”physical address not available”的错误,直接重启了,到底是怎么回事…再看看吧…

    未完待续。

    2015年5月1日12:54:14补充:

    bochs的”physical address not available”提示是这么个回事,把一个内容不对的分页目录加载进硬件(也就是把分页目录地址置入CR3)。在初始化分页目录时,我直接用了4M大页的方式初始化,但弄错了byte和KB的数量级,所以就出了一点小小的问题。

    遗留:page fault函数,待日后再写。

    写内存分配去吧!

    未完待续。

    (十一)内核第四步任务:内存分配完成

    内存分配?这可是个麻烦的活,不过,如果你足够聪明的话,就没什么问题了。 ——前人
    上 一次,我准备好了分页的相关内容,比如说,载入分页目录/开启硬件支持/划分物理内存/划分虚拟内存等等。这一次,不会怂,就是干(为写内存分配模块而奋 斗,高扛自由的鲜红旗帜,勇敢地向前冲….)。分页准备好之后,下一步是如何地分配内存,比如,如何分配一页空白的可用的物理内存?如何分配一块空白 的虚拟内存?如何连续地分配等等等等。
    第一节:申请和释放空白物理内存
    申请物理内存,在分页的机制下,就是申请一页或连续几页空白的物理内存,释放则反过来。

    在 分页的时候,我已经将所有的空白物理页都放进了一个链表之中,现在要申请一个空白物理页,从链表中拿出来即可,太简单了。释放空白物理页,将物理页重新放 进链表里即可,也是非常的简单,有点简单过头了。当然啦,简单有省时省力的优点,同时,也有“无法同时分配许多页/分配大内存时(比如数十M)很吃力”的 缺点。这,按我的习惯,先留着,以后再说,现在能简单就简单。

    写好allocate_page和free_page两个函数之后,分配空白页倒是正常,但是内核出现”double fault”的错误,也就是8号ISR被CPU调用了,具体为甚,现在还不清楚,待我瞧瞧再说。

    未完待续。

    查资料如下:

    Normally, when the processor detects an exception while trying to invoke the handler for a prior exception, the two exceptions can be handled serially. If, however, the processor cannot handle them serially, it signals the double-fault exception instead. To determine when two faults are to be signalled as a double fault, the 80386 divides the exceptions into three classes: benign exceptions, contributory exceptions, and page faults. Table 9-3 shows this classification.

    Table 9-4 shows which combinations of exceptions cause a double fault and which do not.

    The processor always pushes an error code onto the stack of the double-fault handler; however, the error code is always zero. The faulting instruction may not be restarted. If any other exception occurs while attempting to invoke the double-fault handler, the processor shuts down.

    ————————————————————————–

    Table 9-3. Double-Fault Detection Classes
    Class ID Description

    1 Debug exceptions
    2 NMI
    3 Breakpoint
    Benign 4 Overflow
    Exceptions 5 Bounds check
    6 Invalid opcode
    7 Coprocessor not available
    16 Coprocessor error

    0 Divide error
    9 Coprocessor Segment Overrun
    Contributory 10 Invalid TSS
    Exceptions 11 Segment not present
    12 Stack exception
    13 General protection

    Page Faults 14 Page fault
    ————————————————————————–

    Table 9-4. Double-Fault Definition
    SECOND EXCEPTION

    Benign Contributory Page
    Exception Exception Fault
    Benign OK OK OK
    Exception

    FIRST Contributory OK DOUBLE OK
    EXCEPTION Exception

    Page
    Fault OK DOUBLE DOUBLE
    ————————————————————————–

    大概意思是:同时出现了2个中断,CPU不知道该处理哪个先,就是这样,就是如此的简单。之前没有这个错误,但分配和释放几个物理页之后就有这个问题,我估摸着两个都是Page fault,再看看吧。
    刚刚调试了一下,我发现不是分配和释放几个物理页的问题,而是cli()和sti()的成对出现,去掉它们就没这个问题;更奇怪的是,就算只有sti() 允许中断出现,也会double fault,莫非我这前面关了中断或者是前面遇到了不可解决的中断遗留到现在?难道,是irq的重定位有问题?到底是为什么呢?先算入历史遗留问题吧,还 有重要的模块要完成。
    (事情有点麻烦了呢?并不是内存分配这里出了问题,而是sti()惹的祸,不管这哪个位置,只要调用sti()开启中断,就会double fault,看来必须解决这个问题才行,我不可能一直不开中断吧…-_-)
    睡了一觉,起来查资料,看到了关键的一句:make sure you didn’t forget the CPU-pushed error code (for exceptions 8,10 and 14 at least)到了,我翻出代码一看,哎呀嘛,我只注意到了8号软中断,没注意到10号和14号软中断(14号处理page fault),删去两行代码后,顺利开启中断!
    未完待续。
    第二节:分配内存(malloc/free)
    既然已经可以正常地分配和释放物理内存页,那么在这一小节之中,很自然地,我的任务就是分配内存了。

    所谓“天将降大任于斯人也,必先让他实现一个内存分配的算法”,不外乎就是说,要实现void malloc(int size)和int free(void p, int num_page)两个大众情人函数。

    它 的大概思路就是这样的:先初始化一个桶,把可用的内存块都塞进去,要分配内存时,直接从桶里面找,找到了当然万事大吉大家都开心,如果找不到,就调用上面 那个申请空白的物理内存页的函数,弄一个4K物理内存页过来,将这个内存页分割成小块,丢到桶里面,然后继续找,就是这样….
    2015年5月5日23:19:08补充:

    遇到一个bug:每次申请的时候,可以正常申请,但是一旦使用了申请的内存,内核就报”page fault”的错误。想来想去,看来看去,最终发现,我在初始化分页机制的时候出了点小小的问题。

    秘技解决:

    初 始化虚拟内存时,我将大小和物理内存一样大(比如129920K)的虚拟内存设为内核级别并可用,剩下3个多G的虚拟内存是用户级别但不可用,我使用4M 大页载入分页表,所以我实际上载入了129920/4096 = 31个大小为4M可用的内核级别虚拟内存页,也就是说,在虚拟内存这个空间里,仅仅有31 4096 = 126976K的可用空间,其它的虚拟内存均是不可用的非法的;而在初始化物理内存时,我将前64M留给内核,后面的物理内存用于malloc和 free,比如有129920K,我把它划分为129920 / 4 = 32480个4K大小的物理内存页,也就是说,在物理内存这个空间里,仅仅有32480 4 = 129920K的可用空间,其它的物理内存均不在管理范围之内;这样一来,就出大问题了。

    假设我们要申请一个物理页,由于使用链的方式管理物理页,申请到的就是排在后面的物理内存,比如申请到了129916K到129920K这一个物理内存页,现在,我们要使用它,会发生什么呢?page fault!!!!!!!

    为 什么?很明显,在虚拟内存的空间里,最大的有效内存是126976K,CPU的分页表里只能找到前126976K,现在让CPU去找129916K,它根 本就找不到!它以为这个虚拟地址并没有对应这物理地址,是个错误!(附上page fault的引发条件:A page fault exception is caused when a process is seeking to access an area of virtual memory that is not mapped to any physical memory, when a write is attempted on a read-only page, when accessing a PTE or PDE with the reserved bit or when permissions are inadequate.)
    于是我稍作改正,就正常了,可以正常使用申请到的内存-_-。

    未完待续。

    (十二)内核第五步任务:系统时钟中断、键盘中断

    我现在的状态不是很好,刚弄好系统时钟中断,每10ms发出一个中断请求;但键盘中断并没有弄好,没有识别键盘的按键SCANCODE,所以暂时只能识别第一次按键,系统收不到第二次按键中断,明个儿我再来看看,已经很晚了--!!
    未完待续。

    2015年5月9日 15:51:00补充:

    查了一番资料,调试了一番,现在,键盘中断正常工作了,键盘可以正常工作,每输入一个字符,就在屏幕上显示出来。

    嗯哼,可以进入到进程模块了。

    (十三)内核第六步任务:进程创建

    在自习室里,我突然想到一个问题:一个进程,如何去创建它?(虽然之前翻完了大宝书,但毕竟一个多月都过去了,忘了具体的实现-_-)

    翻 翻书,找到一个和我的设想相差不多的方案:用一个特定的结构体代表一个进程,结构体中包含进程的相关信息,比如说进程的pid、上下文、已打开的文件、优 先级、已经占用的CPU时间、已经等待的时间、虚拟内存空间、错误码等等,创建进程的时候,只需要跳转到进程的虚拟内存空间即可。至于如何跳转,那就是内 核态的事情了,一般的进程都处在用户态,也就不必关心太多。

    如此,我们便是可以创建并运行一个进程了(不考虑文件系统),既然可以创建进程,可以切换进程,那么进程调度就很容易了,不过就是个复杂的进程切换过程而已,下一节便是写进程的调度罢。

    (十四)内核第七步任务:进程切换与进程调度

    黄粱一梦。
    看到这句古语,顿时感慨万千,没想到仅仅数周时间,我的人生竟发生了这么大的转折(不是一夜暴富),仿佛一夜醒来,到另外一个平行世界里去。甚至,在睡梦中我都会惊醒。

    逝 者已逝,再多的话语也没用。只是,我不甘愿就这么结束而已。她也曾经说过:“此身不得自由,又何谈放纵”,现在我竟是极度赞同了。曾经想过在割腕的那一瞬 间,她的脑海里究竟有什么,有没有浮光掠影,有没有回放这一生的片段?如此年轻的生命,选择自我了断,需要多少黑暗沉淀,多少的落寞与失望…似乎一下 子也看开了。

    (以上只是个人情感的流露,忍不住必须得写些什么,请忽略)

    简单记录一下吧,没什么心情。

    进程切换时,只需要切换进程上下文,把context刷新一遍即可。

    至于进程调度,这个就简单许多了(其实也挺复杂),在时钟中断到来的时候,调整各个进程的优先级,并切换到相应的进程,就是这么简单。

    嗯,就这样吧,现在只想戴上耳机听听音乐….

    编辑于 2016-05-12

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    梦人亦冷

    梦人亦冷

    嵌入式/竞赛达人/cs大法好

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    我来写一个如何在15天内完成一个嵌入式实时操作系统,并移植到stm32单片机的攻略吧。第一次看到这个问题是在大概两个月之前,从那时候开始决定自己也写一个操作系统,于是开始看os的基本概念,进程切换,任务调度,内存管理,任务通信,文件系统等等。


    前言:
    大约在两个周不到前动手,平均每天7个小时,从完全不知道怎么下手(真的快哭了),到现在完成了一个----基于优先级时间片调度,具有信号量,消息队列,内存管理的嵌入式系统并命名为--LarryOS,并且移植到stm32(Cortex-M3架构)上,还在stm32上实现了一个malloc和free函数,受益匪浅。现在还正在完善。我是用自己命名的,当然,大家写好了也可以用自己命名,图个开心么 ,想想是不是很激动啊。

    对于这个问题下的回答的看法:
    大神真的好多,几乎都是x86型的,难度真的要比我的大,不得不承认。不过,我觉得对于新手,写那样一个系统真的是太艰辛了,比如我这种入ee坑的在校大三学生,课真的太多了,周内最少三节课,而且和cs没有一毛钱关系,课余时间太少,如果花费一个学期或者三个月的时间来写,可能有些得不偿失。因为许多想写os的朋友,和我一样,一是觉得写os很酷,二是想通过写来理解os,毕竟看书看了就忘,也没有衡量自己学的好坏的标准。因此,选择写嵌入式系统,是一个非常好的选择 。

    知识储备:
    这个问题想必是很多同学顾虑的,到底写一个嵌入式系统需要什么知识储备?我从自己的经历出发,并加以简化,大家可以参考一下。

    自身版:
    1c语言要求:我自己在大学里几乎没学过c语言,上机几乎10道题会2道,期末全靠背。后来开始自学了c,看了c语言程序设计现代方法,c和指针 c专家编程 第一本书的课后题,做了3分之2吧,就这样,没了
    2汇编要求:会基本的x86指令,仅仅是基本,看了王爽的汇编语言,程序写的很少,仅仅上机课写过,不过能很快写出来。
    3微机原理或者计算机组成原理:老师上课太坑了实在,我自己看了csapp的前四章大概,豁然开朗,推荐这个。
    4操作系统:看了三个礼拜os的基本概念,仅仅是了解概念,没办法深入,也没地方。。。。
    5数据结构:看过浙大的数据结构公开课的3分之2,会写基本的链表,队列,最基本的树和树的基本的遍历办法,图完全不会
    6单片机基础:大约两年的单片机基础
    7新手看到这里,可能已经慌乱了。。。。不要怕,我说的很多东西,写嵌入式系统用不到啊 ,继续,发一个精简版

    精简版
    1:c语言 能把我推荐的c书的第一本或者c primer之类的书看个一半,或者自己本身知道指针的概念,知道结构体指针,函数指针,二级指针的用法,仅仅是概念和写法就行了,不用深入,用不了多久。
    2汇编:知道有几条常用指令,用法和功能是什么就可以了
    3组成原理:知道中断是什么,入栈和出,寄存器,知道汇编对应的计算机大概动作就可以了,用不了一个周
    4操作系统:找个公开课或者书,看看大概的os概念,一个周就够了,我现在很多概念还是不知道,后面可以慢慢学
    5数据结构:会写链表,队列就行了,我们不写文件系统,不用树
    6单片机基础:用过单片机,不用自己写驱动代码,仅仅可以在别人的驱动下,编写一些简单的逻辑代码就行,完全没学过的人,两个礼拜就可以用stm32来编程了,如果之前学过51,一个礼拜不到即可,因为我们只是借助一下单片机,避免使用虚拟机,方便操作系统的调试。因为我们可以用单片机,输出某些信息在串口或者液晶屏,让我们直接看到代码的错误点,方便我们调试。

    因为很多大一的新生想写,推出一个极限版~~
    极限版
    1.学过C,知道有指针这个东西,其他的边做边学。
    2.不懂汇编,边做边查,边查边写。
    3.知道什么是寄存器,知道中断的概念
    4.知道OS是由什么组成的
    5.数据结构完全不会,遇到链表,队列时再查,或者直接抄也行
    6.不学如何使用单片机,遇到再查


    发一个很装逼的封面助兴



    正文:

    一、开发环境

    对我来言,这倒是很重要的一点。第一次萌生想写OS的想法时,在网上搜索了不少资源,大多数都是在叙述框架,如何构建一个操作系统。然而对于当时的我来说,根本不知道用什么平台来写,如何调试自己的程序,看了一些朋友的发帖,推荐用XX模拟器,在XX平台开发,完全看不懂,界面好像也很老旧,而且大多是英文,当时有点敬而远之。自己手上只有个codeblocks软件,想来想去也不知道怎么用这个开发OS。直到有一天,突然顿悟,OS不就是一堆程序,我还打算让他运行在单片机上,那么用单片机常用的开发工具不就行了!!!---------Keil uVision5

    学过单片机的朋友,相信非常熟悉这个软件,使用起来也非常简单,网上随便一查,就可以下载和安装了,这里就不详细展开说了。如果不知道如何使用的,先熟悉一下这个环境,再开始写,相信半个小时即可上手。


     

    二、参考资料

    既然是运行在真机上,必然要对它有所了解,我们这里采用的是STM32(Cortex-M3架构),市面上非常火热的一款,资料丰富,大家有什么问题谷歌一下,有很多前人的经验让你借鉴。如果不知道如何谷歌的朋友,点开这个链接去操作,免费,大约15分钟就能翻墙了如何优雅的访问谷歌、谷歌学术等网站 | 欧拉的博客

    1.Cortex-M3权威指南(中文版),这本书会详细的讲解,中断处理,异常,ARM汇编等知识,我们会在任务切换的时候用到。(PDF即可)

     

    2.嵌入式实时操作系统ucos(邵贝贝审校),ucos中有很多我们可以借鉴的地方。

     

    3.谷歌,有一些基础知识遗忘的时候,谷歌可以让你很快补充上来

     


     




     

    三、从写一个最简单的os做起

    我们这里假设我们写一个支持32个任务并发执行的简易OS

    1.任务就绪表

    我们假设这里任务有两种状态,就绪态和非就绪态。

    我们定义一个32位的变量OSRdyTbl(就绪表),它的最高位(第31位)为最低优先级,最低位(第0位)为最高优先级。OSSetPrioRdy()函数的功能是,你传递一个数(优先级),把这个优先级对应的任务设置为就绪态。同理,见图:

    OSDelPrioRdy()函数将某任务从就绪表移除

    OSGetHighRdy()函数选出最高优先级的任务

    这里我们就完成了,设置某任务为就绪态,从就绪态删除某任务,获得最高优先级任务的任务。

    2.任务控制块

    想必这个概念大家很清楚了,每个任务都对应一个任务控制块,典型的用处是,任务切换时,通过控制块来获知每个任务的堆栈(因为控制块有指针指向该任务的堆栈)

    此外,再定义几个变量。

    注释写的很清楚,不解释了!

    3.主堆栈

    在此STM32中,提供两个堆栈指针,一个是主堆栈(MSP),一个是任务堆栈(PSP),可以通过查Cortex-M3权威指南(中文版)得到。所以我们既要建立一个主堆栈,又要为每个任务建立自己的堆栈(一个任务一个),这里我们先不管任务堆栈,只看主堆栈。

    OS_EXCEPT_STK_SIZE是个宏,大家可以自己设定,我这里设的是1024,一定要尽量大一些。为什么?因为裸机下,进入中断服务程序时,系统会把许多寄存器入栈,而且支持中断嵌套,也就是刚入栈完又入栈,所以有可能会堆栈溢出,非常危险。

    CPU_ExceptStkBase大家先别管,它指向的是数组最后一个元素。

    4.建立一个任务

    我们通过Task_Create()函数来建立一个任务,第一个参数用来传递该任务的任务控制块,第二个参数用来传递函数指针,第三个传递该任务的堆栈。tcb->StkPtr=p_stk这句将该任务控制块中应当指向栈顶的指针,指向了该任务的新栈顶(前面定义了TCB,自己可以翻一翻),在写该函数时,一定要看Cortex-M3权威指南,不然你怎么知道有这么多寄存器,而不是仅仅从R1到R7?看到这里,还想看懂的,应该都是真的想写OS的朋友,这里有不懂的去看Cortex-M3权威指南,你会豁然开朗的。这里,Task_End是一个几乎永远不会执行的函数,何时会执行,先不管了,看它的内容。

    5.欢迎来到主函数

    ①第一行:在该主函数中,第一行我们让主堆栈指针指向了主堆栈,那么,这个主堆栈是哪里来的呢?很简单,我们自己定义的,哈哈。

    很熟悉吧,前面发过这个图,大小你来指定,注意要大!!!!!

    ②第二、三行:建立一个任务,第一个参数传递了该任务的控制块,第二个参数是该任务的任务函数,第三个是堆栈(数组最后一个)

    是不是很好奇,任务1和任务2是什么?一起了来看

    大家自己随意定义,开心就好。

    Task_Switch()函数又是什么呀?

    这里Task_Switch()是我们用来测试的程序,当任务1运行时,完成i++后,将最高优先级设置为任务2,并用OSCtxSw()切换到任务2,OSCtxSw是用汇编写的,是一个隐藏BOOS,我们先不管。

    ③第四行:程序刚运行时,是没有最高优先级的,所以我们用p_TCBHighRdy=&TCB_Task1;来随意指定一个任务为最高优先级

    ④:最后一行:OSStartHighRdy()该函数也是汇编,和OSCtxSw()并称为2大BOSS,我们会在后面解密。OSStartHighRdy和OSCtxSw很相似,不过OSStartHighRdy()用于当所有任务都没有运行过时,用于初始化(当然具有任务切换的作用)并成功运行第一个任务,而OSCtxSw()是在OSStartHighRdy()之后,使用OSCtxSw()时,最起码有一个任务已经运行了(或正在运行)。

    6.完工?

    到这里,从宏观说已经基本完工了,这就是一个简易的OS的基本状况。看到这里,大家可以休息一下了,消化一下,马上有BOSS要出现了,解决那两个BOSS后,就真正做成了一个简易的OS。

     

    7.两大boss之OSStartHighRdy()函数

    7.1任务视图

    终于开始了任务切换环节,这是我画的一副任务切换图,自我感觉非常好,不过大家应该看起来很困难,字太丑了~~~~

    通过分析上面这张图,来确定如何写OSStartHighRdy()函数:

    ①中:此时有一个任务1,但是任务1我们仅仅是建立了,并没有让它运行。这里我们认为任务1是由三部分组成:任务代码,任务堆栈,该任务的任务控制块。

    ②中:我们想让任务1运行起来,任务1是什么?就是一堆代码,如何运行起来?-----让PC(程序计数器)指向任务代码即可(依靠出栈POP)。同时,我们还要让SP指向任务的堆栈,这里的SP当然是PSP(任务堆栈)

    7.2写OSStartHighRdy()函数

    下面开始写OSStartHighRdy(),它的功能就是上图的①和②

    2,3,4,5行中的那些数字,是外设对应的地址,我们往相应的地址写值,即可完成某些目的。12,14,15行是我们之前定义过的几个变量,忘了的回头翻一翻。17行是将OSStartHighRdy()函数extern了一下,因为我们在主函数要用。

    上图就是OSStartHighRdy的内容,我们一起来看。28,29,30行设置了PendSv异常的优先级,问题来了,什么是PendSv???

    Cortex-M3权威指南中其实讲了,很详细,这里为了缩减篇幅,不详细说,大家只用知道PendSV 异常会自动延迟任务切换的请求,直到其它的中断处理程序都完成了处理后才放行。而我们只用触发PendSV异常,并把任务切换的那些步骤,写在PendSv中断处理任务中。

    7.2.1PendSv处理程序

    经过39和40行,我们往控制器里写值,触发了PendSv异常,现在程序会进入异常处理程序,就是下图:

    在此函数中,如果PSP为0,则进入OS_CPU_PendSVHandler_nosave()函数,其实在OSStartHighRdy我们将PSP设置为了0,所以必然会进入OS_CPU_PendSVHandler_nosave()函数。

    7.2.2OS_CPU_PendSVHandler_nosave()函数

    在该函数中,我们让p_TCB_Cur指向了最高优先级的任务,因为有出栈,所以重新更新了SP。

    7.2.3恭喜

    到了此处,一个任务已经可以成功运行起来了!!!!!!

    BUT only one task!我们需要让它多任务切换

    7.3写任务切换OSCtxSw()函数

    与OSStartHighRdy非常相似,也是往中断控制器里写值,进入PendSv异常。

    7.3.1任务视图

    依然是这张喜闻乐见的图!!!!!!!

    ③:任务1要切换到任务2,因为待会要进入任务2,会破坏任务1,所以我们要保存任务1的现场,把寄存器入栈

    ④:因为任务1有入栈动作,栈顶肯定变了,我们修改任务1控制块的值,让它指向新的栈顶

    ⑤:什么都没有,只是想说明。我们建立了一个任务2,仅仅是建立了。

    ⑥:很简单,要想让任务2运行,则让PC和SP分别指向任务2的任务代码和任务堆栈即可。

    ⑦:什么都没有,只是想说明,任务2活的很开心,可以运行了

    7.3.2由OSCtxSw()进入PendSv异常

    与OSStartHighRdy不同的是,这时的PSP肯定不为0了,所以不会跳转,会顺序执行55行以后的程序,也就是任务视图里的③,继续执行④。执行完60行的程序后,继续顺序执行,执行下面程序:

    和OSStartHighRdy函数的后续步骤几乎一样,找到优先级最高的任务,让指针指向它即可!!!!

    1.大功告成!!!!!!!!

    到这里,我们已经彻底完成了一个简易OS的设计!!!!

    8.1如何查看成果?

    8.1.1增添程序

    我们在主函数中加入一个函数

    大家可以把它理解为一个库,调用之后,我们就可以在串口(屏幕)显示某些字符了。

    同理,在任务1和任务2中加入printf函数

    8.1.2编译并下载程序

    8.1.3利用串口调试助手观察

    网上搜串口调试助手,会有很多工具,随意下一个就OK!

    可以看到,按照我们的预期,任务1和任务2轮流输出字符在屏幕上!

    8.2如何调试程序?

    8.2.1调试器

    必然是神器--J-link或者ST-link,一个大概50,嵌入式开发神器,记得以前刚开始玩单片机的时候,调试全靠打印消息在屏幕,觉得好用的不得了,经常有人给我说,你用调试器调试啊,我都鄙夷的回一句,需要么?(哈哈,那时确实不需要) 等开始写OS时才知道,这东西真是救命稻草,没有它,怎么看寄存器的值和异常返回的值呢?

    8.2.2界面

    点击DEBUG后,你可以看到寄存器的值。想想我们之前要入栈,出栈,如果哪一步错了,自己估计把串口吃了,也看不出来吧,哈哈!!!!!!

    单步调试什么的,不说了,用的很多。

     

    9.写到此处的感想

    答主因为写这个OS,在凳子上久坐了两周,这两天腰疼,只好躺着写这个回答了!哈哈!

    也正好因为腰疼,感觉时间比较多。不过和想象的真的不一样,本来觉得可以一气呵成,结果短短的篇幅,就写的自己的思维都大乱了,而且也挺费时间的,前后用了有6个小时了。想写OS的朋友,参考上面的步骤,加上自己琢磨,应该也能写一个出来。如果哪里有不清楚的,不要心急,如果真的是一两天就写成了,还有什么锻炼的意义,有点失去初衷了。不懂的就去查权威指南和OS的书籍,相信你会收获的非常多!




    为什么要写这个回答?
    这是我写了6个小时多以后来补充的问题,因为我自己也纳闷了,放着自己的事不做,跑来写这么一堆干什么........刚才路上走着想到答案了----------想留个纪念。还有不到两个月就要寒假了,我打算考研,也就是说这是大学里做的最后一个项目了(毕设除外),真的挺伤感。从大一一路折腾过来,现在要突然一年不能折腾,简直泪流满面!!!!!!!!!!!!!!!!!!希望我这个简单的开头,能让想写OS的新人得到一丝启发。

    写操作系统能学到什么?
    这也是我想写这个回答的原因,对我的改变挺大
    前几天有个好朋友(大一开始和我一起学单片机的朋友,后来他一直在做单片机项目,却没有补过任何基础知识),打电话问我XX模块怎么用,其实是很简单的一个问题,直接百度都可以,但是他还是想要来问下我,我说很简单,就XX做就可以,有问题你再百度,但是他好像不想听到这种回答,想让我说到他一听就知道怎么做了,才敢开始做,不然就不敢启动项目。那时我才突然意识到,以前的我就是这样啊,做什么项目做什么东西,老是想要集成的模块,资料丰富的模块,如果没有什么源驱动代码,我就不敢做了,生怕买回来,用不了之类的,甚至有源码也不敢买,因为源码和我的机型不一样,连修改源码都怕。开始写OS,我还蛮恐惧的,因为不是科班,没学过,不懂。涉及的东西也很广,从编程语言到数据结构,组成原理,操作系统,怕拿不下来,也找不到好的资源,不知道怎么写起。通过这次项目,我想应该学到了一下东西:

    1.遇到不懂的没有那种很强的抵触感了,开始学会查芯片手册,查原理书,开始配合谷歌查BUG,现在即使是拿来我没有接触过的模块,无论最后做的出来与否,我肯定先去了解它是什么,概念是什么,再去找厂家提供的资料,提供的源码,去一行一行的看,自己修改或者重写,这个比下面说到的什么具体的知识,我想都重要的多。我现在还记得第一次和第二次,第三次打开Cortex-M3权威指南(中文版)时的情景,看了几页就吓得我关了,简直是天书啊,其实耐心看,真的能看懂。
    2.把自己数据结构里学的东西,真正带到了项目,虽然也写过队列等这些数据结构的题,但是在以前的嵌入式开发里,几乎用不到,有时候觉得好没用啊这些。这次通过实现OS的消息队列,看linux的文件系统,知道了这些在实际的巨大用处。
    3.对OS的基本概念和运转有了认识
    4.对C语言的理解深刻了许多
    5.每个人的体验都不一样,没什么补充的了O(∩_∩)O哈哈~
     

    四、简单几步将简易OS改造为--优雅的简易OS

    1.为什么不优雅?

    在该函数中,任务1执行完,立马就会切换到任务2,然而在实际中,我们希望是这样的:

    任务1每100毫秒执行一次

    2.系统节拍

    几乎每个实时操作系统都需要一个周期性的时钟源,称为时钟节拍或者系统节拍,用来跟踪任务延时和任务等待延时

    我们在main函数中输入这样一句

    这里我们配置了定时器中断,每5毫秒一次中断。中断后会进入中断处理函数,下面来写中断处理函数:

    大家只用管if里面的函数即可:我们在某个函数中将TCB_Task[i].Dly置为x,中断处理函数会每5毫秒,将非0的TCB_Task[i].Dly减一。如果TCB_Task[i].Dly非0,对应的任务是不会运行的(因为被我们删除就绪态了,这里看不到),当TCB_Task[i].Dly减为0,我们才将该任务置为就绪态

    3.编写OSTimeDly()函数

    也就是1中图片所示的函数,它可以让某任务指定每X毫秒运行一次。

    第65行,可以关闭中断,同理,第68行,开启中断。为什么要关闭中断?因为中断会影响我们执行下面的代码,先关闭中断,执行完后再打开。66行将该任务从就绪态变为非就绪态,将要延迟的时间赋值为TCB_Task[OSPrioCur].Dly,然后调度(也就是切换任务)

    4.调度函数OSSched()

    非常简单,刚才我们将某个任务变为了非就绪态,紧接着就找就绪态任务中优先级最高的任务,然后切换

    5.是否完成了呢?----空闲任务

    乍一看,好像完成了,实则不然,虽然我们任务1每X毫秒运行一次,任务2每Y毫秒运行一次,但终归里面有空闲时间:任务1和任务2都不在运行,所以我们需要创建一个空闲任务,当CPU没有东西可以运行时,运行空闲任务。以下就是空闲任务:

    6.来到主函数:

    其他的倒是没问题,72行有个陌生的函数:OS_TASK_Init();

    其实就是之前的OSStartHighRdy()函数的升级版,非常简单

    先创建一个空闲函数,再获取优先级最高的任务,然后执行最高优先级的任务。

    7.一个优雅的简易OS诞生了

    不好看?想加个界面?没问题-----其实已经有了,大家观察58行,就是让液晶屏显示一句话,我们把背景修改为红色,醒目一点:



    很开心能有这么多朋友喜欢,非常感谢 。我开了一个简单的头,相信真的喜欢os的朋友,只要认真去做,一定也能实现一个更好的作品。后面的暂时不打算写,如果有了新的思路,一定会再写出来。授人以鱼不如授人以渔,看到这里已经有动手的能力了,想写的朋友不要害怕,尽管去做!!!加油


    五、加入信号量
    六、加入消息队列
    七、内存管理
    八、实现一个free和malloc玩玩?

    编辑于 2016-12-05

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    fleuria

    fleuria

    刀剑的时代已经过去,接下来的战斗要拿起枪

    246 人赞同了该回答

    也可以参考我的毕业论文: 基于 Bochs 的操作系统内核实现

    汇编不重要,但是要有一定计算机组成的基础,并对一个现代 kernel 的结构有大体的认识,至少大致上理解虚拟内存和文件系统有哪些东西。不要看 《the orange's》和《三十天编操作系统》,面太小,代码质量不高,就别拿 DOS 当操作系统了。个人比较推荐《莱昂氏 UNIX 源码分析》(已绝版,可淘宝打印)、《linux 0.11 内核详解/剖析》 ,写代码之前至少先都啃一遍。教程的话推荐 《bran's kernel development tutorial》和 osdev 上的一些资料。顺着它们搭开发环境,出一个简单的 bootlaoder,可以编译 C 代码即可。然后拿大把大把的时间慢慢给 bootloader 加东西就好了,能用 C 就不要用汇编。开发中的很多细节要到开发时才留意的到,这时可以自己思考,也可以去抄 linux 0.11, xv6, unixv6 这几套优秀的源码。

    现在想来,开发一个 kernel 的主要内容在于“实现”而不是“设计”,更重要的是用时间去理解这些优秀的设计为什么合理,自己别出心裁的想法一般不用多想,一定是错的。

    不要在 x86 的一些历史遗留问题上花太多时间,比如 bootloader 的保护模式会在开头挡住一大批人,可是这并不重要,只要知道有这个接口可以引导你的二进制代码即可。知道 GDT 可以区分用户态/内核态,IDT 可以给中断绑回调就行了。在调试上会花费大量时间,可以慢慢琢磨怎样提高调试的效率。然后需要的就只是耐性了,说实话也挺无聊。

    编辑于 2018-03-02

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    周仕成

    周仕成

    uiuc cs专业

    33 人赞同了该回答

    我来骗一下star哈哈
    szhou42/osdev
    虚拟内存✔
    硬盘驱动,EXT2文件系统,虚拟文件系统✔
    简陋的GUI界面✔
    多进程(烂尾楼 :) )✔
    网络数据收发(只是简单收发raw packets,各种网络协议还在写)✔




    这是我学习过程中用到的主要网站和资料

    BrokenThorn Entertainment

    Global Descriptor Table

    Unofficial Mirror for JamesM's Kernel Development Tutorial Series

    Expanded Main Page


    Build software better, together :)

    楼上大神全是几千字长文看起来有点怕,我简明扼要地说一些写OS的重要心得吧

    1 教程上没看懂的代码千万不要照抄,最好在自己理解的基础上重新写一遍。我在看JamesM's Kernel教程的paging部分时就吃了这个亏,全盘抄了他的代码,结果发现他的代码总有神奇的bugs让你的os崩溃。结果我把写了一个半月的代码全部推翻,在完全理解后自己重新写出来的paging代码,不能说完全没bugs吧,至少现在已经四五个月了都没有再因为paging部分的代码而使os崩溃。

    2 搭建方便使用的调试器,我个人用的是qemu+gdb配合,源码级调试

    3 在os最基础的设施(中断,异常,VGA driver)都实现后,马上写个printf和hexdump函数,因为有一些极端情况,gdb下断点+单步跟踪+观察变量 这种办法会失效 :(。

    4 快点写个malloc函数!越快越好!!文件系统,进程管理,GUI这些都需要用到大量的数据结构,而最方便的方法就是用malloc来申请和释放这些结构。

    最后,说一下os开发的流程,这只是我个人的路线。
    第一步,很多人会想写bootloader,但是我建议先跳过这一步,直接用grub或者qemu的自带bootloader,先跳过这些繁琐的细节,专注于OS内核的开发。

    第二步,建立好各种gdt,idt,中断,异常等机制,这样系统出什么错的时候马上就能发现。

    第三步,printf函数,这意味着你得先写VGA driver,但两者都不难

    第四步,实现虚拟内存和分页机制,在此基础上实现kmalloc函数。

    第五步,实现多进程/线程

    第六步,写个PCI驱动!PCI是用来访问各种硬件的,例如硬盘,网卡,都得通过PCI来控制,实际上我就是因为想写硬盘驱动,才写的PCI驱动。

    第七步,写硬盘驱动,实现EXT2文件系统,实现VFS文件系统。

    第八步,GUI,设计一种数据结构存储和显示各种窗口。初步可以用VGA试验一下编写图形操作系统的乐趣,但是要想有高分辨率 真彩色还是得写VESA驱动才能得到。 很多人觉得图形操作系统很酷炫,但这反而是写OS里面最简单,最容易调试的一步(当然了要做VESA驱动还是很麻烦,因为在保护模式下没法用中断调用)。

    第九步,实现网卡驱动,实现TCP/IP协议栈!

    第十步,发挥你的想象!Network File System maybe?

    编辑于 2017-01-05

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    frank yao

    frank yao

    虎妈猫爸

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    我大约是在08-09年的时候写过一个迷你的操作系统。大家可以在这里看到我的源代码 https://code.google.com/p/minios2/。当时这个项目完全是自己的兴趣爱好。后来代码较多了觉得需要花费过多的精力不合适就放弃了。

     

    整个项目是从0开始的。因为主要在windows上开发,所以主力编译器是msvc6.0。虽然说很不可思议。但是当你明白了编译链接的原理以及PE文件的格式之后,这其实并不难。当然现在如果用高版本的msvc写的话会更容易。

     

    另一个难点是需要寻找以及阅读大量的资料。包括比如386保护模式,bios调用,8259中断控制器,pci总线控制器,8253时钟控制器,ATA硬盘控制器,各种以太网卡控制器等。当时这些资料在网上非常分散,收集很不容易。现在貌似好找多了。

     

    另外你需要对数据结构,计算机体系结构以及操作系统原理有一定的了解。这个基本上本科和研究生课程里的知识就足够了。当然你也要有足够的编程经验,因为有些错误可能会很难调试。


     

    以下是我当时写的一个简单的文档。

    minios目前已经完成的功能:

    bootsector

    进入保护模式

    内存分配模块

    简单的线程调度模块

    信号量

    时钟

    延时调用DPC和定时调用TPC

    统一的设备驱动模型

    标准输入输出设备驱动

    内存及字符串相关的标准C库函数

    附件codes.zip的目录结构如下:

    codes

    |-relocate 连接程序的源代码,将bootsector和minios连接成一个可启动的磁盘镜像

    |-bootsector bootsector的源代码

    |-minios minios的源代码

    |-bin 所有的目标都在此目录中。其中minios.vhd就是可启动的磁盘镜像

    如何启动minios:

    你必须安装Microsoft的Virtual PC 2007

    你可以在微软的官方网站下载他的安装程序,程序大小约30M

    http://download.microsoft.com/download/8/5/6/856bfc39-fa48-4315-a2b3-e6697a54ca88/32%20BIT/setup.exe

    安装完成后就可以双击codes/bin/vm.vmc运行minios了

    如何编译minios:

    编译minios共需要三种编译器。

    codes/bootsector/bootsector.asm必须用nasm进行编译,将编译的结果命名为bootsector并且拷贝到codes/bin

    codes/minios/platform/platform.asm必须用masm32进行编译,编译的结果在codes/minios/platform/platform.obj

    其余的代码都用vc6编译即可,vc6的工程在codes/minios/minios.dsw

    如果你手边没有nasm和masm32,不要紧,因为这两个文件一般不需要改动,直接用我编译好的目标文件就可以了

    双击minios.dsw打开vc6,点击菜单Project->Project Setting->Debug,修改Executable for debug session一栏

    将Virtual PC.exe的完整路径填入。如果你安装在默认的路径下,就不需要修改它。

    然后直接Ctrl-F5运行就可以编译并且运行了。

     

    vc工程是在dll的工程的基础上配置的

    1、将所有相关的文件加到工程中来。

    2、由于对于debug版本的代码生成,vc会加入不少调试代码,不好控制,所以删除Win32 Debug的配置

    3、由于默认的Release配置中,会加入Intrinsic Functions的优化,他会用vc libc中的函数代替你写的标准C语言库函数。因此必须自定义优化方案。project setting->C++->Optimizations选customize并且勾上除了Assume No Aliasing, Generate Intrinsic Functions, Favor Small Code, Full Optimization外的优化选项。

    4、在project setting->C++->Preprocessor->Additional include directories中加入include这个目录,并且勾上Ignore standard include paths

    5、project setting->Link中,output file name改成../bin/minios.dll。勾上Ignore all default libraries和Generate mapfile, object/libraty modules中的内容清空

    6、project setting->Link->Debug中mapfile name改成../bin/minios.map,project setting->Link->Output中Entry-point symbol改成main

    7、project setting->post-build step中添加一行"../bin/relocate.exe" ../bin/minios.dll ../bin/bootsector ../bin/minios.vhd

    8、project setting->Debug中Executable for debug session改成C:\Program Files\Microsoft Virtual PC\Virtual PC.exe,working directory改成../bin,Program arguments改成-singlepc -pc vm -launch

    如果我没有忘记什么的话,应该就这些了。这样你的vc就可以编译minios的原代码了。编译的结果在../bin/minios.dll

    为什么使用dll的工程呢?

    因为windows的dll中有一个relocation的段,他列出了该dll文件如果要重定位的话所有需要修改的地址偏移。假设dll默认的加载位置是0x10000000,而在minios中我希望把它定位在0x400000则只需要把重定位表的每一项所指向的地址减去(0x10000000- 0x400000)就可以了。这也是relocate.exe这个程序的主要工作。

    至于具体pe文件的结构以及重定向表的结构,网上有很多,我手边暂时没有资料,可以参看relocate.exe的原代码

    minios的引导过程和内存布局

    首先,pc机的bios程序会将bootsector加载到0x7C00, 此时段寄存器的值我也不大清楚,但是不要紧,自己重新设一遍吧。把ds, es, ss都设成cs一样的值,把sp放在0x8000的位置上,这样我们就有了512字节的堆栈了。

    然后,bootsector将minios读出放在从0x400000开始的内存空间上。随后bootsector简单的设置了GDT后直接进入保护模式并且将控制权交给minios的entrypoint。从0x100000到0x3fffff是内核堆,内核所需要的动态内存都可以从此堆上使用keMalloc和keFree分配。内存最低的4K字节被用来存放中断向量指针,就像纯DOS那样。从0x4000开始到0x8000存放了PCI总线配置数据块。从0x10000到0x1ffff的64K字节用来作为IDE的DMA内存块,其他的低端内存暂时还没有分配,可能会作为文件系统的缓存。

    main函数先重新配置了8259中断控制器,8253时钟控制器,设置了IDT GDT,初始化时钟,内核堆和任务子系统后,建立了第一个任务main,入口是keEntryMain

    keEntryMain首先打开中断并且加载console和keboard的驱动,然后建立DPC任务,kdebug任务以及一个测试任务

    编辑于 2015-11-11

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    Pandaos

    Pandaos

    不会数学的信安菜狗,立志转行生物信息学,三本肄业

    15 人赞同了该回答

    (年代久远凭记忆写,有错误请指出)

    已经过去五年了,现在想起来仍然觉得热血沸腾,致那个中二的年纪~~ ~我已经很久没碰代码了,现在很迷茫,偶然看到这个话题,才回想起来我曾经也是一个有梦想的少年。

     

    我曾经学习8086汇编的时候,有幸认识了一个开发OS的朋友,他为我打开了一个新世界的大门。他建立了一个QQ群里来交流OS开发心得。。开发OS的有两类人,一类是喜欢技术喜欢折腾的,另外一类是喜欢拉帮结派搞计划的。我很反感第二类,个人写的OS顶多就是用来学习底层知识的,上不了台面,有些人非觉得自己很牛逼要搞点大事情出来。我是一个比较保守的人,很长一段时间对这些写OS的人嗤之以鼻,我觉得他们写的就是一个裸机程序,有的代码量还没我用易语言写的QQ机器人的代码多,竟然自称OS?

     

    我在开发OS之前翻了翻《Windows 内核情景分析》。当时还在学习Windows内核驱动,这本书可以学习ReactOS(仿WinNT内核)各方面的实现,比如系统调用,内存分配等等。书分为上下两册,很厚,其实我看得云里雾里的。还看过Linux内核源码剖析方面的书籍。我那个时候看过很多书,但是都很晕。可贵的是我有心思去看,去思考。现在再让我看这些书籍,我心里不太愿意,长大了,开始变得功利起来。

     

    入门一般从引导程序开始,引导程序存储在mbr,加电后,cpu默认处于实模式。实模式下的汇编主要可以参考王爽的汇编教材。一般mbr引导程序只有几百个字节大小,所以需要完成进一步加载,加载一个更大的引导程序。 初始化过程中需要把CPU切到保护模式,保护模式的书籍可以参考李忠的《href="http://www.baidu.com/link?url=hRMBwBQb7-jpSQFzdNVo1HCEb4szWKlw6-duNjU1WF_yb2qs0noVLcGOlnMebUoWkZgCKOlbAsOLZwbOWUQ46_">x86汇编语言 从实模式到保护模式完整版》 。如果还想专业一点可以参考《x86/x64体系探索及编程 (邓志)》或者intel的官方手册。《30天自制操作系统》我个人不太喜欢,感觉没有oranges专业。

     

    引导程序都是用汇编写的,即使一个再简单的内核也需要很多代码,全用汇编不太现实。引导程序需要想办法加载用高级语言编写的程序。现在的编译器目标二进制比较常见的是elf和pe,这就需要进一步学习elf或pe文件结构知识。建议选elf,装载器有源码参考。解析文件格式可能很繁琐,也可以直接将elf或pe中的bin脱出来用或者自己设计文件格式,但是要考虑重定位等问题。

     

    我折腾OS的时候,基础数理知识极度欠缺,比如画图只会画直线,于是放弃了UI开发路线,转向命令行模式。内存分配,各种乱七八糟的算法都搞不懂,于是自己意淫了一种方法出来,碎片?不存在的,反正目前阶段内存是用不完的。。。后来,学pwn的时候认真阅读了glibc的malloc实现,才感觉到曾经的方法是多么弱智。

    我写OS之前写过一段时间win驱动,对windbg极度依赖,寻思着能不能用易语言搞一个类似的调试器,折腾一段时间后我放弃了。串口通信搞定了,搞不定如何单步,各种莫名奇妙的错误。根本原因还是OS的很多基本工作没有做完就想着做调试体系,而且没有任何一本书讲过这个。后来干脆模仿windows蓝屏,把错误信息打在屏幕上。

    文件系统。我对实用性有着很高的追求,自己实现简易文件系统虽然来得快(不健全有文件系统的样子),但是不实用。于是选择先折腾fat32,这又是一个巨坑。后来,我发现网传的硬盘读写方法巨坑,只有ide能用,这是我放弃开发的原因之一。

     

    总之,写os不要觉得自己在搞大事,我们都是学习者。

    编辑于 2019-05-04

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    林瑟

    林瑟

    嘟嘟嘟嘟嘟嘟嘟

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    照片删掉了,大家专心看技术吧

    终于!!!一个混大数据圈的我也能有朝一日来回答这个话题了。请在座的各位多多包涵,下面我就要开始我的表演了!!!

    先把我的原文地址安排在这里,请大家走过路过不要错过,随手点击支持一下我这个可爱的女程序员吧(你支持我我支持我导师:):

    操作系统基础: C 语言实现用户态线程(实战)​gitbook.cn图标

     

    ——————一本正经的美颜分割线————————

    之前我上大学老师讲的时候大概说过这个操作系统的知识,那会只知道是最底层的语言,了解原理活学活用就行,之后开始工作了也没用得上,就渐渐都忘干净了,直到有一天重新抹着泪捡起来,这个过程也挺有意思的呢。

    我从零开始捡起的时候,主要是学习了线程切换和角度,看了大量的操作系统的书,还有 Linux 的源码甚至反汇编了 Windows 的内核代码吧啦吧啦的,反正最后没看懂!!(简直闻着伤心听者落泪呜呜呜)

    爆哭

    书和源码都太抽象了,学起来超级困难的呀,但是因为第一份工作,要懂那些用户态线程的基本知识,但我这方面的基本功还不扎实,那段日子我都瘦了(想想还是很难过...)后来我听公司的前辈们说 Golang 的 Goroutine,鹅场开源的 libco,狼场 BRPC 中的 bhtread 都离不开这个,我也只好硬着头皮去搞了。

     

    好的各位哥哥前辈们,我的硬核知识来了,先安排一下我的实验环境(突然正经:)

    • ubuntu 16.04 32 位操作系统(最好是提前安装好哦);
    • 挑选一个你觉得好用的虚拟机软件,比如 VMWare;
    • 把虚拟机环境配置成单核 CPU。

    呵 这么复杂的内容,想不到吧,我自己还搞了四五个小时呢!!

    但是你肯定要问了,这都 9012 年了为啥还在用 32 位的系统尼??!

    毕竟是初学者,请各位大佬谅解谅解哈,我也是为了快速掌握原理嘛

    最后的效果图就是这样滴~~

    oh 对了 我用 C 语言搞出来了,果然我大学老师说得没错, C 简直是万能的啊,只有想不到,没有做不到!!

    想给大家提醒的是,上面的代码,并没有使用操作系统为我们提供的pthread系列函数,thread_createthread_join函数都是自己纯手工实现的。唯一使用操作系统的函数就是设置时钟,因此会有时钟信号产生,这一步是为了模拟时间片轮转算法而做的。

    贴一段我上面动图的 demo 示例代码:

    这篇文章预计是个长文,所以可能不会一下子更新完毕。。。。。

    所以先把我要说的一些点列出:

    • 控制流切换原理
    • 上下文切换
    • 线程设计
    • 调度函数的封装与代码模块化
    • 线程的主动切换
    • 时间片轮转调度

    小姐妹叫我吃饭了哈哈哈哈哈哈回来再更吧哈哈哈哈哈哈

    恰饭!!

    ——————第二天的分割线——————

    哦果然,没人注意到我这个小透明,那我可以放心叭叭叭了。这篇教程来自于我在公司的导师,简直拯救我于水火中的大佬,所以来炫耀一下成果哈哈哈哈哈

    早起更新,先来说一下控制流切换原理

    控制流,指的是一系列按顺序执行的指令。多控制流,是指存在两个或两个以上可以并发(宏观同时,微观不同时)执行的指令序列。比如你编写的多线程程序,每个线程就可以看成是一个控制流,多个线程允许多个控制流一起执行。

    在我们学习编程的时候,如果不借助操作系统提供的线程框架,几乎无法完成多控制流的运行的。

    接下来先来剖析一下,我们的指令如何”莫名奇妙“的就切换到其它线程的。

    1.1 指令执行

    不管你用的是什么语言编程,最后都要落实到 CPU 上,而 CPU 只认识它自己的语言,机器语言。机器语言可以抽象出对应 CPU 架构的汇编指令。如下面的 x86 指令序列。

    程序在执行时,实际上就是汇编指令(准确的说是机器指令)在 CPU 上一条一条执行。对于单核 CPU 来说,永远只有一条控制流,也就是只有一条指令序列。所以,宏观上模拟的多线程程序,本质上还只是单控制流,所谓的多线程,只不过是一种被制造出来的假像!

    注:有部分同学没有接触过汇编指令,不要害怕,我们用到的汇编不会太难!

    1.2 控制流切换(x86 CPU 架构)

    汇编指令在执行的时候,最重要地方在于它需要依赖 CPU 环境:

    • 一套通用寄存器 (eax、edx、ecx、ebx、esp、ebp、esi、edi);
    • 标志寄存器 eflags;
    • 指令寄存器 eip (eip 用来保存下一条要被指令的地址)。

    如果你不理解 CPU 寄存器是什么意思,把它想象成它是 CPU 中预先定义好的变量。也不知道大家有没有看懂唉,我觉得我导师这里讲的还是蛮清楚的啊啊啊啊啊啊真的佩服了!!大佬就是我学习的榜样啊喂!

    操作系统基础: C 语言实现用户态线程(实战)​gitbook.cn图标

    如果各位有更好的方法在评论区给我留言讨论一下哦,不然我就默默更贴了。。。。

    还有一个很重要环境,就是。因为指令序列在执行时,经常会保存一些临时数据,比如某条指令的地址。当指令执行 ret 指令的时候,CPU 会从当前栈顶弹出一个值到 eip 寄存器!这意味着要发生跳转了!

    通用寄存器中,有一个寄存器名为 esp,它保存的是栈顶指针(内存地址的值)。指令 push 、 pop、call、ret 都依赖于 esp 工作。

    • call 指令把它后面的指令地址保存到 esp 指向的内存单元,同时修改 eip。如 call 0x2000,先把 call 0x2000 的下一条指令地址压栈,同时修改 eip 为 0x2000。
    • ret 指令把 esp 指向的内存单元中的值保存到 eip。
    • push 指令把值保存到 esp 指向的内存单元。
    • pop 把 esp 指向的内存单元的值取出。

     

    图2 CPU 寄存器 esp 与内存单元的关系,右侧表示运行栈

    想象一下,如果某个时候,我们把 esp 保存的数据 “偷偷” 换了,换句话说我们是把栈换了,而栈中保存的那个“某条指令”的地址的值也不一样了,将会发生什么?图3 把 esp 的值从 0xFFE8 更改成了 0x1FFE8。

     

    图3 切换 esp 即切换栈

    所谓的切换控制流,无非就是更改 esp 栈顶指针来做到偷梁换柱的把戏而已。只不过,为了做到惟妙惟肖,我们在更改 esp 的时候,还得顺带的把通用寄存器环境修改修改,以适应新的那段“某条指令”的执行环境。(注意,栈中经常会保存某条指令的地址,比如函数的返回地址。)

    通常,这段新的“某条指令”的执行环境,恰好也保存在栈里,就像上图中 esp 到“某条指令地址”之间那段内存的数据(五颜六色的那部分数据)。

    说了这么多,其实也很抽象对不对,大家可以去看我导师举的栗子,还是很一目了然的,我就不在这里贴出来了,为什么呢。因为他写的文章太长太长又太详细,需要去专心的读,再加上动手操作试试,我当初看到这篇指导教程的时候作为徒弟内心有一万个不服,我就不信自己一个外行的看完了就能搞明白???????

    然而事实证明,我打脸了,我导师的这篇文,真的很强,不会是狼场的码农,真的够狠!!!剩下的文章,大家点上面的原文链接去看吧,我可能有点佛系不会按时更新(说白了就是忙。。。)

    好嘞,我们下次更新时再见吧!!请走过路过的小哥哥小姐姐们给我点个赞吧,谢谢哦~

    编辑于 2019-05-08

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    我现在只想搞钱

    我现在只想搞钱

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    这个问题码了得有一两年了。。终于算是有资格来回答这个问题。


    先上代码

    项目地址:MRNIU/SimpleKernel

    这是我正在写的内核,目的是尽量让刚刚接触的人可以基于已有代码拓展出自己的内核来。

    • 基本信息

    语言:C/C++, shell, x86 ATT Assembly

    启动:GRUB2

    Kernel Model:宏内核

    虚拟机:bochs

    支持平台:Linux/Mac

    • 进度

    已完成:

    1. GDT、IDT 的基本设置
    2. 键盘输入
    3. libc 中的部分函数
    4. 中断体系的框架

    TODO:

    1. 内存管理
    2. debug
    3. 进程
    4. 图形界面
    5. POSIX API
    6. 设备管理
    7. 网络
    8. etc.

    目前正在将启动支持迁移到 multiboot2,顺便把内存管理和 debug 的部分前置内容做了。

    这是目录结构

    ├── bochsout.txt bochs 输出
    ├── bochsrc.txt bochs 配置文件
    ├── setup.sh
    ├── simplekernel.img
    ├── someknowledge
    ├── src/ 源码目录
    │   ├── Makefile 构建规则
    │   ├── arch/ 架构相关代码
    │   │   ├── README.md
    │   │   ├── i386/ i386 架构
    │   │   │   ├── README.md
    │   │   │   ├── boot/ 启动代码,使用 multiboot
    │   │   │   │   ├── boot.s
    │   │   │   │   └── link.ld
    │   │   │   ├── clock.c 时钟
    │   │   │   ├── clock.h
    │   │   │   ├── cpu.hpp CPU操作
    │   │   │   ├── debug/ 调试函数
    │   │   │   │   └── debug.c
    │   │   │   ├── intr/ 中断设置
    │   │   │   │   ├── README.md
    │   │   │   │   ├── intr.c idt 设置
    │   │   │   │   ├── intr.h
    │   │   │   │   └── intr_s.s
    │   │   │   └── mm/ 内存管理
    │   │   │       ├── README.md
    │   │   │       ├── gdt.c gdt 设置
    │   │   │       ├── gdt.h
    │   │   │       ├── gdt_s.s
    │   │   │       ├── pmm.c 物理内存管理
    │   │   │       ├── pmm.h
    │   │   │       ├── vmm.c 虚拟内存管理
    │   │   │       └── vmm.h
    │   │   └── x64/ x64 架构
    │   │       └── TODO
    │   ├── include/ 头文件
    │   │   ├── DataStructure/ 可能会用到的数据结构与算法
    │   │   │   ├── BinarySearchTree.cpp 二叉树
    │   │   │   ├── DataStructuer.h
    │   │   │   ├── LinkedList.cpp 链表
    │   │   │   ├── Queue.cpp 队列
    │   │   │   ├── SortAlgorithm.cpp 排序算法
    │   │   │   └── Stack.cpp 栈
    │   │   ├── README.md
    │   │   ├── debug.h
    │   │   ├── drv/ 设备头文件
    │   │   │   ├── keyboard.h
    │   │   │   └── mouse.h
    │   │   ├── elf.h elf 格式定义
    │   │   ├── kernel.h 内核函数直接引用的头文件
    │   │   ├── libc/ c 标准库
    │   │   │   ├── README.md
    │   │   │   ├── assert.h 断言
    │   │   │   ├── stdarg.h
    │   │   │   ├── stdbool.h
    │   │   │   ├── stddef.h
    │   │   │   ├── stdint.h
    │   │   │   ├── stdio/ 标准输入输出
    │   │   │   │   ├── printk.c
    │   │   │   │   └── vsprintf.c
    │   │   │   ├── stdio.h
    │   │   │   ├── string/ 字符串处理
    │   │   │   │   └── string.c
    │   │   │   ├── string.h
    │   │   ├── mm/ 内存相关头文件
    │   │   │   ├── README.md
    │   │   │   └── mm.h
    │   │   ├── multiboot.h 多重引导规范定义
    │   │   ├── pic.hpp 8259A 中断芯片设置
    │   │   ├── port.hpp 端口操作
    │   │   ├── tty.hpp tty 定义
    │   │   └── vga.hpp vga 显示定义
    │   └── kernel/
    │       ├── README.md
    │       ├── drv/ 设备
    │       │   ├── kb.c
    │       │   └── mouse.c
    │       └── kernel.c 内核入口
    └── tools/ 工具,在 .rb 文件中你可以找到 gcc 和 binutils 的编译选项
        ├── i386-elf-binutils.rb
        └── i386-elf-gcc.rb
    
    
    

    欢迎讨论

    发布于 2019-01-07

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    Coldwings

    Coldwings

    Python 话题的优秀回答者

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    操作系统这玩意…并不是都像windows那样图形界面一堆工具,甚至不像linux发行版那样带一堆命令行工具。
    以linux为例,图形界面就不说了命令行?那是bash,是个独立软件包,人家在bsd在unix在darwin上都跑得妥妥的。
    一个纯粹的操作系统,其实只是定义了驱动接口(用别人的驱动),定义了最简单的进程调度管理,定义了内存分配。这就已经是操作系统了。
    所以写一个新的操作系统真的真的不是特别困难。困难的是你的os出来之后除了你自己大概是不会有人给他写驱动写程序的,除非用户多;啥都没有的os不会有人用。于是恶性循环…

    发布于 2015-02-08

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    lizhimeng159

    lizhimeng159

    知易行难/INTJ

    13 人赞同了该回答

    寒假开始有个想法,突然想写一个最简单的操作系统,基于单片机的。

    于是找人借来学校索奥社团的板子,历时四天,写了个atmega16的os内核,能实现,任务调度,任务内嵌信号量,任务延迟,具体效果如下

     

    大概就是这样的
    任务建立如下如图

    三个任务

    流水灯,蜂鸣器,数码管。

    之后再更具体制作过程和所需要求。

    (突然发现不能放视频....哪一张图片那闪几个灯的自动忽略吧,本来想发一下跑任务的视频的)

    一,关于所需要的(储备)知识

    1,微机原理

    emmmm,用到的有关微机原理的东西就是 汇编

    能用到的指令大概就是 POP 和 PUSH这种级别的..

    然后需要知道 堆栈保存现场的原理

    2,单片机原理及其应用

    主要是,这个内核是基于单片机的,还是基于AVR单片机,所以就不说哪些高大上的linux什么东西。

    中断和定时器得知道怎么回事吧。

    主要是知道SP(堆栈指针),PC(程序计数器)是怎么回事,并且在什么时候(主动或者被动)修改他们

    3,C语言

    这里面用到的C语言也就有下面几个东西

    指针(如函数指针等),struct,typedef ,与或运算,for循环,while等等,

    有点编程基础都会。

    4,单片机RTOS

    这个,我觉得会不会无所谓吧,说到底这个内核是超简单的内核,没用什么算法,遍历什么的都是for循环....简而言之,就是,简单易懂原理。

    二,原理概述

    不如我打个比方。

    假设人A在一个屋子里,屋子里有三个房间,分别是卧室,客厅,厨房,主人要在一上午的时间里完成如下事情。

    事情一:

    卧室很乱,需要人打扫整理。

    事情二:

    电话在客厅里,有可能别人来打电话谈事情。

    事情三:

    厨房正在烧水,到水烧开后,主任A要去厨房断点拿水壶。

    论重要性,则有水烧开后拿水壶>接电话>收拾卧室。

    场景:

    1,A在收拾卧室,此时电话响了,A停止收拾,卧室现场被保存(卧室不变)

    2,A去客厅接电话讨论事情,在接电话过程中,水烧开了,水壶给出信号,A给对方说,先停止这个讨论,讨论内容此时被记录(下次结着这次内容继续讨论)

    3,A去厨房处理水壶,处理完成







     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    展开全文
  • 从零开始搭建服务器,拥有个属于自己的网站

    万次阅读 多人点赞 2020-08-27 22:46:19
    这篇文章将从购买服务器一直到最后网站完成备案,详细说明整个过程,就算是不懂编程的人照样可以拥有属于自己的服务器和网站 必备条件: 1:电脑台 2:网络 3:money(30块钱) 4:身份证 :首先选择阿里云、...

    创建一个属于自己,任何人都可以访问的网站(最最最详细的步骤)

    这篇文章将从购买服务器一直到最后网站完成备案,详细说明整个过程,就算是不懂编程的人照样可以拥有属于自己的服务器和网站

    必备条件
    1:电脑一台
    2:网络
    3:money(30块钱)
    4:身份证

    一:首先选择阿里云、腾讯云或者其他任何一家的云,租一台ECS服务器。

    不管是哪一家的云服务器,基本上都有十块钱一个月的服务器,阿里云12-24岁自动认证学生,可以享受十块钱一个月的价格,这里就以阿里云为例。(注意:选择哪一家的服务器最好就使用哪一家的域名注册服务免费注册一个域名,不然后面需要进行改动)
    进入阿里云找到学生专享的活动,找不到的可以进入下面的链接看看。

    链接

    点击立即购买后就会出现配置界面,如图所示:

    在这里插入图片描述
    地域部分可以随便选,操作系统选择选择什么都无所谓,后面还要更改。购买时长建议是3个月起步,因为网站备案的时候不管是阿里云备案也好,还是腾讯云备案,都要求最低三个月的时间,之后就可以购买了。
    购买成功后就可以进入控制台,这个时候,这台服务器就是属于你的了。进入控制台点击 实例 我们就可以看到这台服务器的实例。

    在这里插入图片描述

    我们点击管理,就可以管理这个实例,更换系统,配置安全组,绑定域名等等的操作。

    之后点击右上角的停止

    在这里插入图片描述
    停止之后才可以进行更换操作系统的操作

    在这里插入图片描述
    点击更换操作系统之后就可以选择镜像,注意,更换操作系统相当于我们的电脑重装系统,重要的东西需要备份一下。

    之后我们要选择镜像市场,直接从镜像市场里安装。这里推荐选择宝塔linux面板,集成了很多东西,只需要较少设置就可以完美运行。

    在这里插入图片描述
    到此为止,我们的基础服务算是搭建好了,可以直接访问你服务器的公网IP,正常显示就说明成功了。

    二:配置安全组

    这个很重要,关乎于服务器的端口开放,也就直接影响服务器的安全。
    点击配置规则。
    在这里插入图片描述
    安全组规则可以按照下图设置(最后两个是必须的,上面的可以按照需求开放)

    在这里插入图片描述

    三:服务器环境的配置

    使用宝塔Linux的优点就是很多软件都已经集成好了,我们现在需要做的就是远程连接主机,修改数据库密码等。
    上一步已经开放了22端口,点开workbench登录服务器。(用户名和密码在更换镜像的时候设置的)

    如果仅仅是挂一个简单的HTML网站时,就不需要进行多余的设置,这里仅仅举一个例子,就不再设置tomcat、MySQL等。
    如果要进行相关设置,进入你的公网IP,就有宝塔的帮助文档。

    四:上传网页文件到服务器

    这里推荐使用FileZilla Client软件
    在这里插入图片描述

    下载地址

    这个软件的使用方法很简单,如下图,左边是本地文件,右边是服务器文件,直接拖拽就可以进行文件的上传与下载。

    在这里插入图片描述

    连接服务器,主机地址为sftp://IP ,填写用户名和密码,端口号是22,点击快速连接。下次再连接点小箭头就可以快速连接。

    在这里插入图片描述

    我们进入/data/wwwroot/default这个路径,能看到次路径下有一个HTML文件,这个文件就是输入公网IP时看到的网站。在此目录下新建一个文件夹 old ,将原先的所有内容拖到 old这个文件夹里,这时访问IP时会出现错误,访问IP/old 就是之前访问IP时看到的网页。
    将准备好的静态网站上传到服务器,测试访问成功就可以进行下一步了。

    五:申请域名以及绑定域名

    这里推荐阿里云一块钱域名申请,当然腾讯云域名申请也可以,只不过改DNS时有点麻烦。

    申请域名的时候需要实名认证,申请成功后要进入云解析DNS。(找不到的可以搜索一下)
    在这里插入图片描述
    添加域名,将刚刚申请的域名填入,如果是腾讯云申请的域名,按照要求进入腾讯云控制台更改DNS服务。
    在这里插入图片描述
    点击解析设置,添加如下图所示的文本记录(缺一不可):
    在这里插入图片描述
    第一条记录和第三条记录都是服务器的公网IP。

    输入刚刚的域名,如果正常访问,那么恭喜你就剩下最后一步了。

    利用阿里云的域名检测工具可以检测域名存在的问题,如果DNS检查、网站检查中除了备案检查都没有问题的话,说明目前网站是可以正常访问的。

    六:域名备案

    这个步骤也是至关重要的一步,所有的网站都需要在工信部备案,我们可以下载一个阿里云APP,在阿里云APP中进行网站的备案,这个APP也可以远程监控你的服务器。
    具体备案步骤在APP中搜索备案就可以进行,需要注意的是,服务器的时长必须要大于三个月才可以。

    备案大概需要一个星期的时间,至此,这个网站就可以随时访问了。

    我感觉我已经说的很详细了,遇到任何问题可以随时私信我,或者在评论区留言。

    如果不是单单的静态网站的话,涉及到tomcat,MySQL,就会麻烦一点,但是借助宝塔的帮助文档,也不是一件很难的事情。

    展开全文
  • 如何从零开始成为个程序员

    千次阅读 多人点赞 2018-07-22 17:17:39
    (如果你仅仅想得到份高薪水的工作,喝喝咖啡就等老板发薪水,我奉劝你还是另找份更合适的工作,譬如练摊,真的,兄弟,这份工作不适合你) 2、你是学文的还是学理的,编程序也许需要浪漫,但更需要逻辑和严谨。...

    1、 程序员意味着要编程序。(如果你仅仅想得到一份高薪水的工作,喝喝咖啡就等老板发薪水,我奉劝你还是另找一份更合适的工作,譬如练摊,真的,兄弟,这份工作不适合你)
    2、你是学文的还是学理的,编程序也许需要浪漫,但更需要逻辑和严谨。(说坦白点就是,在你没有找到乐趣以前,它很枯燥)
    3、你有对新技术追求的热情吗?你有刨根问底的探索精神吗?(热情绝对是最重要的!你仔细思考一下自己的性格适合当程序员吗?)
    4、当程序员决不是什么好差事,时刻需要学习,需要思考。

     

    (直到你成为那个可以引导别人去学习和思考的人,你才可以偷偷的嘿嘿笑,又一群傻蛋)


    5、程序员的未来很迷茫。(但我认为关键看你自己!我希望你是一个有追求的人,不仅仅是混碗饭吃。因为真正的乐趣在于创造;如果你能改变软件业的历史,那才是英雄;不想成为Bill Gates,不想成为Dennis Ritchie和 Bjarne Stroustrup,我会说你没有追求。有个关于程序员未来的笑话,也许你还没听过,你该听一听,摘抄如下:
    一个程序员对自己的未来很迷茫,于是去问上帝。
    “万能的上帝呀,请你告诉我,我的未来会怎样?”
    上帝说“我的孩子,你去问Lippman,他现在领导的程序员的队伍可能是地球上最大的”
    于是他去问Lippman。
    Lippman说“程序员的未来就是驾驭程序员
    这个程序员对这个未来不满意,于是他又去问上帝。
    “万能的上帝呀,请你告诉我,我的未来会怎样?”
    上帝说“我的孩子,你去问Gates,他现在所拥有的财产可能是地球上最多的”
    于是他去问Gates。
    Gates说“程序员的未来就是榨取程序员
    这个程序员对这个未来不满意,于是他又去问上帝。
    “万能的上帝呀,请你告诉我,我的未来会怎样?”
    上帝说“我的孩子,你去问侯捷,他写的计算机书的读者可能是地球上最多的”
    于是他去问侯捷。
    侯捷说“程序员的未来就是诱惑程序员
    这个程序员对这个未来不满意,于是他又去问上帝。
    “万能的上帝呀,请你告诉我,我的未来会怎样?”
    上帝摇摇头“唉,我的孩子,你还是别当程序员了”)
    6、当程序员还是很有乐趣的。(当你学到新知识时,当你有新的思想见解时,当你有新的产品问世时,和知己探讨你的成果时…我问你,觉得这些是乐趣吗?)
    7、当程序员不易也不难。(世间事有难易乎?为之…;不为…。你有决心和信心吗?)
    8、你真的要当程序员?是你自己的想法?
    9、你舍得花钱买书吗?  读好书绝对是学习编程的最佳捷径你一定会说,现在电脑书籍真他XX的贵,没法子,谁让知识和技术在人家的脑袋,在人家的书里呢;等你写书时可以把价格定低一点,记着还有好多没钱但想买书的兄弟很困难呀。要舍得买书,买好书,不好的的书不如不读,其害大于其益,关于买什么书,你可以问高手或看候捷的书评;准备一个小本子记录你想买的书的名字,逛书店时看看,如果好就买下,记住要读,别光买不看。) 10、我告诉你,程序就是:任何有目的的、预想好的动作序列,它是一种软件。
    11、编程序就是编写程序。
    12、你想好了吗?(如果你想好了还是决定要当程序员,可以继续往下读;否则,你可以继续寻找别的出路了。)
    (三) 一个程序员应该具备的基础知识和概念
    1、计算机是有什么组成的,CPU是什么东西,其工作原理是什么。(对于这些以及下面将要提到的概念我不会告诉你什么答案,你可以看相应的教材,关于教材我会在下一部分详述,记住理解最重要!)
    2、机器语言和微指令集的概念。
    3、程序的概念。
    4、汇编语言是低级语言但不是机器语言。
    5、高级语言主要有那些?(C,C++,Basic,Pascal,Fortran,C#,Java等等;如果你是中国软件业的英雄,你也写一门语言,最好不用英语)

    6、编译程序和解释程序的概念和其原理。(编译器是高手和专家编写的)
    7、HTML、XML等是标识性语言。
    8、Prolog是人工智能语言。
    9、操作系统OS的概念和原理。(Windows98,Windows2000,Windows NT,UNIX,Linux,等等都是OS,还有一些实时OS,嵌入OS,编这些的绝对是高手)
    10、Windows编程说白了就是Windows API的调用。(中国的程序员很多只是会编windows程序,用的是VB,我的建议是这些程序员顶多只是低级编码员,我称其是coder)
    11、VC++、VB、BC、BCB、Delphi、VF等都只是编程的工具和环境,不是编程语言。
    12、面向结构的设计概念。
    13、面向对象的概念。(好好理解,兄弟,这个东西还是很重要的)
    14、软件工程的概念和原理。(如果你想当老总就需要好好研究了,系统分析员比编码员要高一个等级,薪水也高哟)
    15、数据库的概念。(要熟悉一些著名的数据库系统和语言的名字,如Orcle,SQL,DB2,DyBase等)
    16、了解网络概念。
    17、了解多媒体概念。
    18、熟悉和掌握数据结构和基本算法。
    19、是不是要求太高了,别着急慢慢来,进步在不知不觉之中。(一旦开始学习,一个月以后你就会有一个基本的概念;两个月以后你就会感觉自己有了全面的基础知识;当你知道编程序是怎么回事时,说明你已经入门了。也有很多人编了很多年程序还没有入门呢,你不会希望自己步其后尘吧。要有信心和耐心。沉不住气怎么能成大事?!)
    (四) 教材推荐
    ――-推荐的教材主要还是针对概念来的,最好选用名校的教学用书。
    1、《计算机组成原理》(熟悉)
    2、《数据结构》(掌握)
    3、《操作系统》(了解->熟悉)
    4、《The C language》(掌握)
    5、《编译原理》(了解原理)
    6、《汇编语言》(了解)
    7、《计算机网络》(了解)
    8、《软件工程》(了解)
    9、《关系数据库》(熟悉)
    10、《The C++Languege 》(掌握)
    11、《面向对象设计》(掌握;结合C++学习)
    (五)一些经验和体会
    1、真正的程序员用C++;(一位专家说的)
    2、动手去编程序;
    3、动脑去思考;
    4、要有良好的编程风格;
    5、读书,读好书,尽量读原版书!(我反复强调这一点,读书要有选择,坚持读好书,名家出的经典书,不要浪费实践在一些粗制滥造的书上面;坚持博览群书)
    6、有自己的学习计划;
    7、总结自己的经验教训;(准备一个笔记本,记录错误和心得)
    8、不要怕学新东西;
    9、要有软件工程的思想;
    10、善于发现问题,然后去寻找答案;
    11、向高手请教;(要虚心直到你成为高手)
    12、和同行交流;(不善于交流肯定不行)
    13、懂得软件的实质,不要被千变万化的表象所迷惑;
    14、真正要学习用的是编程语言和方法,不是什么库,什么类,什么工具;(学用那些什么库都比较简单,但光会这些库,我觉得还远远不够)
    15、学习wiodows编程主要是学习windows OS和win32 API;
    16、有空了解一下嵌入式开发;
    17、有空了解一下PDA软件开发;
    18、了解一下.NET框架和C#语言,也许它是你新的衣食父母;
    19、要有耐心,不要作浮躁的人; 20、对程序加注释,并保留你的老程序;
    21、学到的东西越多,了解的越多,你就越接近专家;
    22、有空去逛逛CSDN,那里有你很多知己;
    23、要有信心成为一个优秀的程序;
    (六)一些好书的推荐
    1、《The C Programming language》 (Keinighan & Dennis Ritchie 1988)
    2、《The C++ Programming Languague》(Bjarne Stroustrup 1997)
    3、《Inside The C++ Object Model》 (lippmans)
    4、《Effective C++》 (同上)
    5、《More Effective C++》 (同上)
    6、《Exceptional c++》
    7、《C++面向对象高效编程》
    8、《设计模式》
    9、《Thinking In C++》
    10、《The Standard C++ Bible》(一般推荐)
    11、《The Art of Computer Programming 》
    12、《Programming Windows》 (Charles Petzold)
    13、《VC++5.0技术内幕》
    14、《MFC 深入浅出》
    15、《软件需求》
    16、《Advanced Windows》
    17、《C++ primer》
    18、《win32程序员参考手册》
    19、《用TCP/IP进行网际互连》
    20、《COM 本质论》
    (七)学习计划
    ――-这个学习计划是我个人定的,也共享给大家参考一下,共同进步吧。 1、《计算机组成原理》
    2、《操作系统》
    3、《数据结构》
    4、《汇编语言》
    5、《 C 》
    6、《 C++ 》
    7、《VC 技术内幕》
    8、《Programming Windows》
    9、《深入浅出MFC》
    10、《Advanced Windows》
    11、《Inside The C++ Object Model》
    12、《Thinking in C++》
    13、《Effective C++》
    14、数据库
    15、网络
    16、嵌入式OS和编程
    17、硬件单片机
    18、.NET和C#
    19、软件工程
    20、UNIX和Linux

    以上所有内容均转载自百度知道如何从零开始做一个程序员

    再次感谢这位仁兄,他的回答很精彩,诠释了程序员的意义,也告诉了这番道路必定充满艰难险阻,但是绝望中透露了希望

    作为一个初学者或者刚上大学的人,或许你要花很长一段时间,才能明白文章中标红字的深刻含义。

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