V0.1.0版本发布日志

前言

---

  DragonOS从2022年1月15日开始开发，到如今已经经历了将近300天。在这么多个日夜里，已经数不清到底花了多少时间在DragonOS的开发之中，
我基本上把所有的空闲时间都给了DragonOS，保守估计总工时已经在1000小时以上。能够发布第一个版本，我感到十分有成就感。

  在2022年7月以来，陆陆续续的，有来自6所高校或企业的小伙伴/大佬加入了DragonOS的开发。我当时非常的欣喜，我想，也许在大家的一同努力下，我们能创造出
一个真正具有实用性的操作系统呢！我们累计召开了14次交流讨论会。我相信，在大家的共同努力下，将来，我们一定能创造出真正独立自主的、开放的、面向服务器领域应用的开源操作系统，并在生产环境中得到应用。

  尽管DragonOS目前只是一个玩具水平的操作系统，只是“比本科生毕业设计难度略高的”操作系统。但是，请不要小看它，它的内在的架构设计，瞄准了Linux5.18及以后的发行版，
虽尚未能达到Linux的水平，但我们正努力追赶。得益于Linux的相关资料，DragonOS在架构设计之时，学习了Linux的很多设计思想，相关组件都尽量考虑了可扩展性与可移植性。

  千里之行，始于足下。DragonOS V0.1.0版本的发布，是一个全新的开始。希望在未来的十年里，我们能与众多伙伴们一同努力，在2032年，将DragonOS建设成为具有实用意义的，能够在服务器领域取得广泛应用的开源操作系统！

  百舸争流，奋楫者先；中流击水，勇进者胜。 我相信，在接下来的时间里，在社区开发者们的不断努力下，我们的目标，终将成为现实！

特别鸣谢

  在DragonOS V0.1.0版本的发布之际，我想对我的老师、前辈以及学校表示衷心的感谢！

• 佛山市南海区大沥镇中心小学 姚志城老师： 您是带领我接触计算机，学会编程的领路人。十年前，与您交谈时，您说过：“我们国家目前还没有自主的、成熟的操作系统”。这句话，为我的梦想埋下了种子。您培养了我对计算机的热爱，因此我选择了软件工程这个专业。感谢当年您的教导，师恩难忘！
• 佛山市南海区石门实验学校： 在石实就读的三年里，非常感谢石实的“扬长教育”理念，在老师们的培养下，让我充分发挥了自己的个性和特长，也取得了不错的成绩。在石实的三年里，我学会了C++、Java以及简单的算法，也自己开发了几个安卓app，积累了将近6千行的代码量。
• 佛山市南海区石门中学：“任重道远，毋忘奋斗”是石中的校训，我想，这句校训，也应当成为我们每个新时代青年人的座右铭。在石门中学的三年，家国情怀教育对我产生了很大的影响。我想，我们作为新时代的青年，更应当肩负起时代的重任，奋勇拼搏，为祖国的发展，为民族的自强，为人类的未来，努力奋斗！
• 华南理工大学：“博学慎思，明辨笃行”，在华工，我得到了进一步的学习与发展。开拓了自己的视野，学会了跟很多人打交道。并且，在软件学院，我遇到了一群认真负责的老师。非常感谢学院对我的支持，支持我们成立项目组。我相信，在学院的支持下，能让DragonOS取得更好的发展，走的更远！
• 华南理工大学软件学院 王国华老师：王老师是我《操作系统》课程的老师，在她的指导下，我对操作系统的原理有了更深的理解，并参加了“泛珠三角+大学生计算机作品赛“，在2022年6月的广东省选拔赛中，DragonOS取得了一等奖、最佳创新奖的好成绩。
• 华南理工大学软件学院 汤峰老师： 汤老师是我们在校内的项目组的指导老师。在她的悉心指导下，我们将不断前行，保持我们前进的方向，持续构建开源社区。我由衷地感谢汤老师的指导！
• **Yaotian Feng**： 在Bilibili上认识了这位非常厉害的老哥，解答了我的很多问题，很多次在我毫无头绪的debug了几天之后，几句话点醒了我，让我找到解决问题的路径。并且，他也跟我分享了容易踩坑的地方，让我在将要踩坑的时候能够有个心理预期，不至于那么难受哈哈哈哈。

贡献者名单

DragonOS V0.1.0版本的发布，离不开以下小伙伴们的共同努力：

• 龙进 [email protected]
• zzy666-hw [email protected]
• 关锦权 [email protected]
• 周于喆 [email protected]
• kkkkkong [email protected]
• houmkh [email protected]
• wang904 [email protected]
• Liric Mechan [email protected]
• Mustang [email protected]
• Eugene [email protected]
• kun [email protected]
• zhujikuan [email protected]
• Alloc Alice [email protected]

赞助者名单

感谢以下同学的赞赏，我们将不断努力！

• TerryLeeSCUT
• 悟
• slientbard

内核

遵循的一些标准规范

• 启动引导：Multiboot2
• 系统接口：posix 2008

硬件架构

• 目前支持在x86-64架构的处理器上运行Bootloader
• 使用Grub 2.06作为bootloader

内存管理

• 实现了基于bitmap的页分配器
• 实现了slab分配器，用来分配小块的、具有对齐要求的内存
• 抽象出VMA（虚拟内存区域）
• 实现VMA反向映射机制
• 实现MMIO地址空间自动映射机制

多核

• 支持多核引导。也就是说，在DragonOS启动后，将会启动AP处理器。但是，为了简化其他内核模块的实现，目前AP处理器上，暂时没有任务在运行。
• 粗略实现了IPI（处理器核间通信）框架

进程管理

• 支持进程的创建、回收
• 内核线程
• kthread机制
• 用户态、内核态进程/线程的fork/vfork（注意，用户态的fork和内核态的有一定的区别，内核态的fork更复杂）
• exec 让进程去执行一个新的可执行文件
• 进程的定时睡眠（sleep)（支持spin/rdtsc高精度睡眠、支持上下文切换方式的睡眠）

同步原语

• spinlock 自旋锁
• mutex 互斥量
• atomic 原子变量
• wait_queue 等待队列
• semaphore 信号量

调度相关

• CFS调度器
• 单核调度（暂时不支持多核负载均衡）
• completion “完成”机制，让一个进程能等待某个任务的完成。

IPC进程间通信

• 匿名管道

文件系统

• VFS虚拟文件系统的基本功能
• FAT32文件系统（尚不支持删除文件夹）
• devfs设备文件系统。目前只将键盘文件注册到其中。
• rootfs根文件系统，在真实的磁盘文件系统被挂载前，为其他的伪文件系统提供支持。
• 挂载点抽象。目前实现了文件系统的挂载，使用类似于栈的方式管理所有的挂载点。（将来需要优化这部分）

异常及中断处理

• 处理器异常的捕获
• 对APIC的支持
• softirq软中断机制
• 能够对内核栈进行traceback

内核数据结构

• 普通的二叉树
• kfifo先进先出缓冲区
• 循环链表
• IDR 映射数据结构
• IDA ID分配数据组件

屏幕显示

• VESA VBE显示芯片驱动
• 实现了屏幕管理器，支持多个显示框架注册到屏幕管理器中。
• 实现了TextUI文本界面框架，能够渲染文本到屏幕上。并且预留了上下滚动翻页、多显示窗口的支持。
• printk

内核实用库

• 字符串操作库
• ELF可执行文件支持组件
• 基础数学库
• CRC函数库

软件移植

• 移植了LZ4压缩库（V1.9.3），为将来实现页面压缩机制打下基础。

内核测试

• ktest单元测试框架
• 支持使用串口（COM1）输出屏幕内容到文件之中。

驱动程序支持

• IDE硬盘
• AHCI硬盘（SATA Native)
• ACPI 高级电源配置模块
• PCI总线驱动
• XHCI主机控制器驱动（usb3.0)
• ps/2键盘
• ps/2鼠标
• HPET高精度定时器
• RTC时钟
• local APIC定时器
• UART串口（支持RS-232)
• VBE显示
• 虚拟tty设备

系统调用

DragonOS目前一共有22个有效的系统调用。

• SYS_PUT_STRING 往屏幕上打印字符
• SYS_OPEN 打开文件
• SYS_CLOSE 关闭文件
• SYS_READ 读取文件
• SYS_WRITE 写入文件
• SYS_LSEEK 调整文件指针
• SYS_FORK fork系统调用
• SYS_VFORK vfork系统调用
• SYS_BRK 调整堆大小为指定值
• SYS_SBRK 调整堆大小为相对值
• SYS_REBOOT 重启 （将来sysfs完善后，将删除这个系统调用，请勿过度依赖这个系统调用）
• SYS_CHDIR 切换进程的工作目录
• SYS_GET_DENTS 获取目录中的目录项的元数据
• SYS_EXECVE 让当前进程执行新的程序文件
• SYS_WAIT4 等待进程退出
• SYS_EXIT 退出当前进程
• SYS_MKDIR 创建文件夹
• SYS_NANOSLEEP 纳秒级睡眠（最长1秒）在小于500ns时，能够进行高精度睡眠
• SYS_CLOCK 获取当前cpu时间
• SYS_PIPE 创建管道
• SYS_MSTAT 获取系统当前的内存状态信息
• SYS_UNLINK_AT 删除文件夹或删除文件链接

Rust支持

• 实现了一个简单的rust语言的hello world，计划在接下来的版本中，逐步转向使用rust进行开发。

用户环境

LibC

  LibC是应用程序与操作系统交互的纽带。DragonOS的LibC实现了一些简单的功能。

• malloc堆内存分配器
• 基础数学库
• 简单的几个与文件相关的函数
• pipe
• fork/vfork
• clock
• sleep
• printf

Shell命令行程序

• 基于简单的字符串匹配的解析（不是通过编译课程学的的那一套东西做的，因此比较简单，粗暴）
• 支持的命令：ls,cd,mkdir,exec,about,rmdir,rm,cat,touch,reboot

用户态驱动程序

• 用户态键盘驱动程序

源码、发布版镜像下载

  您可以通过以下方式获得源代码:

通过Git获取

• 您可以访问https://github.com/fslongjin/DragonOS/releases下载发布版的代码，以及编译好的，可运行的磁盘镜像。
• 我们在gitee上也有镜像仓库可供下载：https://gitee.com/DragonOS/DragonOS

通过DragonOS软件镜像站获取

  为解决国内访问GitHub慢、不稳定的问题，同时为了方便开发者们下载DragonOS的每个版本的代码，我们特意搭建了镜像站，您可以通过以下地址访问镜像站：

  您可以通过镜像站获取到DragonOS的代码压缩包，以及编译好的可运行的磁盘镜像。

• https://mirrors.DragonOS.org
• https://mirrors.DragonOS.org.cn

开放源代码声明

  为促进DragonOS项目的健康发展，DragonOS以GPLv2开源协议进行发布。所有能获得到DragonOS源代码以及相应的软件制品（包括但不限于二进制副本、文档）的人，都能享有我们通过GPLv2协议授予您的权利，同时您也需要遵守协议中规定的义务。

  这是一个相当严格的，保护开源软件健康发展，不被侵占的协议。

  对于大部分的善意的人们而言，您不会违反我们的开源协议。

  我们鼓励DragonOS的自由传播、推广，但是请确保所有行为没有侵犯他人的合法权益，也没有违反GPLv2协议。

  请特别注意，对于违反开源协议的，尤其是商业闭源使用以及任何剽窃、学术不端行为将会受到严肃的追责。（这是最容易违反我们的开源协议的场景）。

  并且，请注意，按照GPLv2协议的要求，基于DragonOS修改或二次开发的软件，必须同样采用GPLv2协议开源，并标明其基于DragonOS进行了修改。亦需保证这些修改版本的用户能方便的获取到DragonOS的原始版本。

  您必须使得DragonOS的开发者们，能够以同样的方式，从公开渠道获取到您二次开发的版本的源代码，否则您将违反GPLv2协议。

  关于协议详细内容，还敬请您请阅读项目根目录下的LICENSE文件。请注意，按照GPLv2协议的要求，只有英文原版才具有法律效力。任何翻译版本都仅供参考。

开源软件使用情况

  DragonOS在开发的过程中，参考了一些开源项目的设计，或者引入了他们的部分代码，亦或是受到了他们的启发。现将他们列在下面。我们对这些开源项目的贡献者们致以最衷心的感谢！

  格式：<项目名> – <链接> – <开源协议>

• Linux – https://git.kernel.org/ – GPLv2
• skiftOS – https://github.com/skiftOS/skift – MIT
• FYSOS – https://github.com/fysnet/FYSOS – FYSOS’ License
• LemonOS – https://github.com/LemonOSProject/LemonOS.git – BSD 2-Clause License
• LZ4 – https://github.com/lz4/lz4 – BSD 2-Clause license
• SerenityOS – https://github.com/SerenityOS/serenity.git – BSD 2-Clause license
• MINE – 《一个64位操作系统的设计与实现》田宇; 人民邮电出版社
• chcore – 《现代操作系统：设计与实现》陈海波，夏虞斌; 机械工业出版社
• SimpleKernel – https://github.com/Simple-XX/SimpleKernel – MIT