Skip to content

v0.4.0a

Latest

Choose a tag to compare

@alexeev-prog alexeev-prog released this 09 Feb 00:14
· 8 commits to main since this release

Особенности

Реализовано

  • Собственный загрузчик с переходом из реального режима в защищённый

    • Двухэтапная загрузка: BIOS → загрузочный сектор → защищённый режим → ядро
    • Чтение ядра с диска через BIOS INT 0x13 (CHS/LBA)
    • Инициализация GDT, IDT и перепрограммирование PIC
    • Переход из реального режима (16-bit) в защищённый (32-bit)
    • Настройка сегментных регистров и стека
  • GDT (Глобальная таблица дескрипторов) с полноценной сегментацией памяти

    • Три дескриптора: нулевой, сегмент кода, сегмент данных
    • Настройка прав доступа: Present, DPL, Type биты
    • Гранулярность 4KB для доступа ко всей 4GB памяти
    • База 0x00000000, лимит 0xFFFFFFFF
  • Продвинутое управление памятью с двумя уровнями аллокации:

    • Аллокатор на основе связанных блоков памяти с разделением и слиянием
      • Структура блока: size, next pointer, is_free flag
      • Алгоритм best-fit для минимизации фрагментации
      • Автоматическое объединение соседних свободных блоков
      • Выравнивание на границу 16 байт
      • Динамическое расширение кучи от 1MB до 16MB
    • Функции диагностики:
      • kmemdump() — детальный дамп состояния кучи
      • get_meminfo() — статистика использования памяти
      • kmemcheck() — проверка целостности блоков
  • Драйверы оборудования:

    • VGA-экран с поддержкой цветного текста и прокрутки
      • Прямой доступ к видеопамяти 0xB8000
      • 16 цветов текста и фона
      • Автоматическая прокрутка при заполнении экрана
      • Позиционирование курсора через порты 0x3D4/0x3D5
      • Функции: kprint(), kprint_at(), kprint_colored()
    • Терминальный слой (terminal.h/terminal.c) — логическая абстракция над экраном
      • Виртуальный буфер 80x200 символов с атрибутами
      • Поддержка автоскролла и ручной прокрутки
      • Отложенный рендеринг (dirty flag)
      • Функции для работы с вводом: backspace, enter, стрелки
      • Управление цветом и позицией курсора
    • Клавиатура (PS/2) с обработкой модификаторов (Shift, Ctrl, Alt, Caps Lock)
      • Обработка скан-кодов через порт 0x60
      • Таблицы символов для верхнего/нижнего регистра
      • Поддержка backspace, enter, специальных комбинаций (Ctrl+C)
      • Состояния модификаторов: shift_pressed, ctrl_pressed, alt_pressed, caps_lock
      • Интеграция с терминальным слоем для обработки стрелок и модификаторов
    • Таймер с программными прерываниями
      • Настройка PIT на частоту 50 Гц
      • Глобальный счётчик тиков
      • Функция wait() для задержек в миллисекундах
    • ATA PIO с поддержкой LBA-адресации
      • Поддержка LBA28 (до 128GB дисков)
      • Идентификация устройств через команду IDENTIFY
      • Чтение/запись секторов (512 байт)
      • Ожидание готовности устройства с таймаутами
      • Поддержка master/slave устройств
  • Система прерываний (IDT, ISR, IRQ) с кастомными обработчиками

    • 48 записей в IDT (32 исключения + 16 аппаратных прерываний)
    • Ассемблерные заглушки для сохранения контекста
    • Ремаппинг PIC на вектора 32-47
    • Обработка исключений: деление на ноль, GPF, page fault и др.
    • API для регистрации обработчиков: register_interrupt_handler()
    • Автоматическая отправка EOI в контроллеры прерываний
  • Командная оболочка "Keramika Shell" с поддержкой команд:

    • help — список команд с описанием
    • clear — очистка экрана
    • end — остановка CPU (HLT инструкция)
    • malloc — выделение памяти с указанием размера
    • free — освобождение памяти по адресу
    • info — информация о системе: память, CPU, версия
    • memdump — дамп состояния кучи
    • echo — вывод текста с поддержкой аргументов
    • sleep — задержка в миллисекундах
    • reboot — перезагрузка системы
    • rand — генерация случайного числа по алгоритму xorshift32
    • randrange — случайное число в диапазоне
    • binpow — бинарное возведение в степень
    • ls — список файлов в корневой директории FAT12
    • cat — вывод содержимого файла
    • load — загрузка файла в память по адресу
    • fat12info — информация о файловой системе FAT12
    • qemushutdown — выключение QEMU через порт 0x604
  • Файловая система FAT12 (Read Only) в kernel/fs/fat12.c

    • Чтение и парсинг загрузочного сектора FAT12
    • Извлечение параметров: bytes_per_sector, sectors_per_cluster, root_entries
    • Вычисление смещений: fat_start_sector, root_dir_start_sector, data_start_sector
    • Обход 12-битных записей FAT с учётом чётности/нечётности кластеров
    • Форматирование имён файлов из формата 8.3 (удаление пробелов)
    • Поиск файлов в корневом каталоге по имени
    • Чтение файлов через обход цепочек кластеров
    • Буферизация таблицы FAT для уменьшения обращений к диску
    • Поддержка специальных значений FAT: 0xFF7 (bad cluster), 0xFF8-0xFFF (end of chain)
    • Функции: fat12_init(), fat12_find_file(), fat12_read_file(), fat12_list_root()
  • Библиотека KKLibC (Kintsugi Kernel LibC) включая:

    • Работу со строками, генерация числа и прочие стандартные вещи (stdlib.h)
      • strlen(), strcpy(), strcmp(), strtok(), strstr(), strchr()
      • itoa(), utoa(), atoi(), hex_strtoint()
      • strspn(), strcspn(), strpbrk()
    • Форматированный вывод (stdio.h)
      • printf(), printf_colored(), printf_at()
      • Поддержка форматирования: %d, %x, %s, %c, %u
      • Флаги: выравнивание, дополнение нулями, префиксы
      • sprintf(), snprintf(), vsnprintf()
    • Функции памяти (mem.h)
      • kmalloc(), kfree(), krealloc()
      • memcpy(), memset(), memmove(), memcmp(), memchr()
      • memory_set(), u32memory_set()
    • Библиотека для математики (math.h)
      • binary_pow() — бинарное возведение в степень
    • Типы данных (ctypes.h)
      • Стандартные типы: u8, u16, u32, s8, s16, s32
      • Функции классификации символов: isalpha(), isdigit(), etc.
      • Макросы: KB, MB, GB, ASSERT()
    • Общий заголовочный файл kklibc.h
      • Включение всех модулей библиотеки
      • Определение версии системы: VERSION
    • Библиотека стандартных методов (stdlib.h)
      • Генерация случайных чисел: rand(), rand_range() на основе xorshift32
      • Системные функции: reboot(), wait()
      • Функции поиска: fuzzy_search()

В разработке

  • Файловая система Fat12 (Write+Read)
    • Реализация записи файлов
    • Создание новых записей в каталоге
    • Обновление таблицы FAT при выделении кластеров
    • Запись данных в секторы диска
  • Файловая система ext2
    • Исследование структуры ext2
    • Чтение суперблока и групповых дескрипторов
    • Работа с inode и блоками данных
    • Поддержка каталогов и длинных имён
  • Планировщик задач
    • Структуры данных для описания процессов
    • Механизм переключения контекста
    • Алгоритмы планирования (round-robin, приоритеты)
    • Очереди готовых и заблокированных процессов
  • Пользовательское пространство
    • Разделение привилегий (ring 0 vs ring 3)
    • Системные вызовы через прерывания
    • Защита памяти через сегментацию/страничность
    • Базовые библиотеки для пользовательских программ
  • Inter-Process Communication
    • Очереди сообщений
    • Разделяемая память
    • Семафоры и мьютексы
    • Каналы (pipes)
  • Загрузка ELF
    • Парсинг заголовков ELF
    • Загрузка сегментов в память
    • Настройка таблиц страниц
    • Передача управления точке входа
  • Графический интерфейс
    • Переход в графический режим VESA
    • Примитивы рисования: линии, прямоугольники, текст
    • Оконная система
    • Обработка событий мыши
  • Многозадачность
    • Создание и уничтожение процессов
    • Управление ресурсами процессов
    • Синхронизация и взаимное исключение
    • Сигналы и обработчики
  • Пользовательский режим
    • Механизм переключения между кольцами защиты
    • Проверка прав доступа
    • Обработка нарушений привилегий
    • API системных вызовов
  • Сетевой стек
    • Драйвер сетевой карты (например, RTL8139)
    • Протоколы: Ethernet, IP, ARP
    • Транспортные протоколы: TCP, UDP
    • Сокеты и API для сетевых операций
  • Псевдографический интерфейс
    • Текстовый режим с расширенными символами
    • Оконный менеджер в текстовом режиме
    • Диалоговые окна и элементы управления
    • Обработка фокуса ввода
  • Полностью реализованный LibC
    • Расширение KKLibC полным набором функций
    • Поддержка плавающей точки
    • Функции работы со временем и датой
    • Локализация и кодировки

Готово

  • Файловая система Fat12 (Read Only)
    • Чтение загрузочного сектора и параметров
    • Обход корневого каталога
    • Чтение цепочек кластеров
    • Форматирование имён файлов 8.3
  • Динамические аллокаторы памяти
    • Аллокатор кучи с best-fit алгоритмом
    • Разделение и слияние блоков
    • Диагностика и отладка памяти
  • Терминальный слой абстракции
    • Виртуальный буфер 80x200 символов
    • Отложенный рендеринг
    • Управление прокруткой и вводом
    • Интеграция с драйверами клавиатуры и экрана
  • Драйвер ATA PIO
    • LBA-адресация 28-бит
    • Идентификация устройств
    • Чтение/запись секторов
  • Система прерываний с обработкой исключений
    • Полная IDT с 48 записями
    • Обработчики всех стандартных исключений
    • API для регистрации обработчиков
  • Полноценная shell-оболочка
    • 16 встроенных команд
    • Разбор аргументов и история ввода
    • Интеграция с файловой системой
    • Управление памятью и системой

Full Changelog: v0.3.0a...v0.4.0a