README.md · 宁夏师范学院-田彦山/MaQueOS

# MaQueOS

MaQueOS是一个开源的基于LoongArch架构的教学版操作系统。作为一个教学版操作系统，MaQueOS的代码虽然只有1000多行，但是它实现了操作系统最核心的功能子系统：进程管理、内存管理、文件系统、中断管理和外设驱动，并为应用程序提供了16个系统调用接口。

MaQueOS由Linux 0.11内核深度裁剪而来，并完成了从x86架构到LoongArch架构的移植。其中，对所有外设驱动程序(硬盘、键盘和显示器)进行了重写。除此之外，不同于Linux 0.11支持MINIX文件系统、a.out可执行文件和基于管道操作的进程间通信机制，MaQueOS支持自定义的xtfs格式的文件系统、xt格式的可执行文件和基于共享内存的进程间通信机制。

其中，xtfs文件系统是一个极小型文件系统，仅用100多行代码就实现了文件的创建删除、打开关闭和读写操作，以及文件系统挂载功能；xt可执行文件包括一个512字节大小的xt可执行文件头和代码数据被链接在一起的二进制可执行代码，因此对xt可执行文件的加载过程相当简洁；基于共享内存的进程间通信机制的实现也比基于管道操作的进程间通信机制实现机制更简单高效。

## 一、环境部署

1、在虚拟机中安装 ubuntu 20.04

2、更新源

```bash
sudo gedit /etc/apt/sources.list
```

```
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-updates main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-backports main restricted universe multiverse
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu/ focal-security main restricted universe multiverse
```

```bash
sudo apt update
sudo apt upgrade
```

3、安装软件

```bash
sudo apt install libspice-server-dev libsdl2-2.0-0 libfdt-dev libusbredirparser-dev libfuse3-dev libcurl4 build-essential gcc-multilib libpython2.7 libnettle7 git
```

4、克隆仓库

```bash
git clone https://gitee.com/dslab-lzu/maqueos.git
```

## 二、仓库目录介绍

本仓库中包含《MaQueOS：基于龙芯LoongArch架构的教学版操作系统》教材中12章内容对应的实验代码，分别位于code*目录中。
例如第1章的实验代码在code1中，第2章在code2中，以此类推。

```
.
├── cross-tool  // 交叉编译环境
├── README.md
├── code1       // 第1章实验代码
├── code2       // 第2章实验代码
├── ...
└── code12      // 第12章实验代码
    ├── run             // 实验目录
    ├── xtfs            // xtfs目录
    │   ├── bin                 // MaQueOS应用程序
    │   │   ├── asm.h
    │   │   ├── compile.sh
    │   │   ├── create.S            // 创建hello_xt文件
    │   │   ├── destroy.S           // 删除hello_xt文件
    │   │   ├── hello.S             // 测试output系统调用和软件定时器
    │   │   ├── print.S             // 测试带参数的进程的创建
    │   │   ├── read.S              // 从hello_xt文件中读数据
    │   │   ├── share.S             // 测试页例外
    │   │   ├── shmem.S             // 测试共享内存
    │   │   ├── sync.S              // 测试sync系统调用
    │   │   ├── write.S             // 向hello_xt文件中写数据
    │   │   └── xtsh.S              // MaQueOS使用的shell程序（xtsh）
    │   └── src                 // xtfs工具源码
    └── kernel          // MaQueOS源代码目录
        ├── Makefile
        ├── drv                 // 硬盘、键盘、显示器驱动
        │   ├── console.c
        │   ├── disk.c
        │   └── font.c
        ├── excp                // 中断
        │   ├── exception.c
        │   └── exception_handler.S
        ├── fs                  // 文件系统
        │   └── xtfs.c
        ├── include             // 头文件
        │   └── xtos.h
        ├── init                // 初始化
        │   ├── head.S
        │   └── main.c
        ├── mm                  // 内存
        │   └── memory.c
        └── proc                // 进程
            ├── ipc.c
            ├── proc0
            ├── process.c
            └── swtch.S
```

## 二、编译运行调试

进入code*目录中的实验目录 `run` ，编译、运行、调试都在这个目录下进行。

1、编译运行

在 run 目录下，执行以下命令。

```
./run.sh
```

2、调试

调试分为两步，需要两个终端：

（1）在第一个终端中，在 run 目录下，执行以下命令。

```
./run.sh -d
```

（2）在第二个终端中，在 run 目录下，执行以下命令，启动gdb（gdb调试在该终端中进行）。

```
./gdb.sh
```

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