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@AKpirion

linux ド素人だけど OS 自作 みかん 本にチャレンジしてみた

Last updated at Posted at 2022-01-01

お疲れ様です。
自分の環境で完走できたので、忘れないうちに手順をメモしておきます。

##-2 章 当たりを着ける
以下の URL を確認。
WSL2 , Ubuntu 20.4 で動作確認した偉人を発見。
なるほど、下手こかなければ何とかなりそうだ。

##-1 章 付録A 開発環境のインストール
####WSL2 and Ubuntu のインストール
以下の URL を死ぬほどパクる。
当たりを着けた Ubuntu 20.4 をインストール

####Xサーバーの設定とインストール
インストールは適当に。
むしろ設定の方が迷う人が多いかもしれないが、
書籍の通りで十分。念のため分かりやすい URL を貼る

##0 章 ubuntu を起動
恐れず、Enter new UNIX username: と New password: , Retype new password: を適当に入力
とりあえず、以下のコマンドを打ってみる。
その後の必要な手順

####step1
以下の記述を.bashrc の一番下の行に書き込む

export DISPLAY=$(ipconfig.exe | grep "IPv4" | head -1 | awk '{print $NF}' | awk 'sub(/\r$/,"")'):0.0

ではファイルを開きましょう。

sudo vi .bashrc

linux のエディタの編集方法も念のためメモ。

(コピーして、ubuntu 画面上で右クリックするとコピーしたテキストを勝手に貼ってくれる)

このコマンドは以下から拝借。

####step2
.bashrc を起動時に勝手に読み込んでくれるように
適当なパッチ的な手順を踏む。

sudo vi .bash_profile

ubuntu を再起動して以下を試してみる。

$ echo $DISPLAY
192.168.11.13:0.0

ok なんか数字の羅列が出てきた。これで良し。

##1章 hello world まで
基本は以下を参照に進めていく。

以下のコマンドを実行

$ sudo apt update
$ sudo apt install git
$ cd $HOME
$ git clone https://github.com/uchan-nos/mikanos-build.git osbook

続いて開発環境のインストール

$ sudo apt install ansible
$ cd $HOME/osbook/devenv
$ ansible-playbook -K -i ansible_inventory ansible_provision.yml

冒頭の記事通りに
インストールが終わったら、
以下のコマンドで動作確認。

$ iasl -v
$ ls $HOME/edk2

ubuntu を再起動して次のステップへ。
速攻でありものを取得

$ curl -O https://raw.githubusercontent.com/uchan-nos/mikanos-build/master/day01/bin/hello.efi

では以下のコマンドを打つ。

$ qemu-img create -f raw disk.img 200M                  //img ファイルを作成
$ mkfs.fat -n 'MIKAN OS' -s 2 -f 2 -R 32 -F 32 disk.img //Fat で初期化
$ mkdir -p mnt　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    //mnt を作成
$ sudo mount -o loop disk.img mnt                       //mnt に img を突っ込む
$ sudo mkdir -p mnt/EFI/BOOT                            //mnt の中に EFI/BOOT を作り
$ sudo cp hello.efi mnt/EFI/BOOT/BOOTX64.EFI            //その中に .efi をねじ込む
$ sudo umount mnt                                       //mount 解除(お作法!?

以下のコマンドで Hello world を確認した。

$ qemu-system-x86_64 -drive if=pflash,file=$HOME/osbook/devenv/OVMF_CODE.fd -drive if=pflash,file=$HOME/osbook/devenv/OVMF_VARS.fd -hda disk.img

ただ、出てくるまで 1,~2 分待った(笑)

hello_world_1_0.png

###C ファイルからも Hello world してみた
以下のコマンドをタイプ

$ cd $HOME/osbook/day01/c
$ clang -target x86_64-pc-win32-coff -mno-red-zone -fno-stack-protector -fshort-wchar -Wall -c hello.c
$ lld-link /subsystem:efi_application /entry:EfiMain /out:hello.efi hello.o
$ $HOME/osbook/devenv/run_qemu.sh hello.efi

一応動いた。
hello_world_1_1.png

今後の勉強に役立ちそうなサイトを見つけたので
メモで貼っておく。

##2 章に行く前に
付録 B をちょっとカジル

$ mkdir $HOME/workspace
$ cd $HOME/workspace
$ git clone https://github.com/uchan-nos/mikanos.git

#2 章 EDKII で hello world
以下を参考にしながらコマンドを打つ

$ cd $HOME/workspace/mikanos/
$ git checkout osbook_day02a
$ cd ~/edk2
$ ln -s $HOME/workspace/mikanos/MikanLoaderPkg ./
$ source edksetup.sh

すると Conf の下に target.txt が生成されるので
以下の項目を上書き。

#before
 ACTIVE_PLATFORM       = EmulatorPkg/EmulatorPkg.dsc
#after
 ACTIVE_PLATFORM       = MikanLoaderPkg/MikanLoaderPkg.dsc

#before
 TARGET_ARCH           = IA32
#after
 TARGET_ARCH           = X64

#before
 TOOL_CHAIN_TAG        = VS2015x86
#after
 TOOL_CHAIN_TAG        = CLANG38

なぜこのようなことをするのか、
補足の page を貼る。

変更が出来たら、さぁ build だ

$ cd $HOME/edk2
$ build

終わったら、以下のコマンドを実行。

$HOME/osbook/devenv/run_qemu.sh $HOME/edk2/Build/MikanLoaderX64/DEBUG_CLANG38/X64/Loader.efi
hello_world_2_0.png

hello world が少し変わった。

pointer について以下のサイトが分かりやすかった。

##3章 カーネル
以下の page がとても参考になりました。

$ cd $HOME/workspace/mikanos   
$ git checkout osbook_day03a
$ cd kernel
$ clang++ -O2 -Wall -g --target=x86_64-elf -ffreestanding -mno-red-zone \
-fno-exceptions -fno-rtti -std=c++17 -c main.cpp
$ ld.lld --entry KernelMain -z norelro --image-base 0x100000 --static -o kernel.elf main.o

カーネルが出来たらしいので、ブートローダーをビルドして
カーネルの起動を試みる。

% cd $HOME/edk2
% source edksetup.sh 
% build
% $HOME/osbook/devenv/run_qemu.sh $HOME/edk2/Build/MikanLoaderX64/DEBUG_CLANG38/X64/Loader.efi $HOME/workspace/mikanos/kernel/kernel.elf
hello_world_2_0.png

なんか、それっぽい。次行こう。

ブートローダーの書き換えのみでいいらしい。

$ cd $HOME/workspace/mikanos
$ git checkout osbook_day03b
$ cd $HOME/edk2
$ source edksetup.sh
$ build
$ $HOME/osbook/devenv/run_qemu.sh $HOME/edk2/Build/MikanLoaderX64/DEBUG_CLANG38/X64/Loader.efi $HOME/workspace/mikanos/kernel/kernel.elf
hello_world_2_0.png

出来たようなので次に行く。
以下の記事では Error になったようだが、
こちらの windows の環境では問題なく動いた。

$ cd $HOME/workspace/mikanos
$ git checkout osbook_day03c
$ cd kernel
$ source $HOME/osbook/devenv/buildenv.sh
$ echo $CPPFLAGS
$ clang++ $CPPFLAGS -O2 --target=x86_64-elf -fno-exceptions -ffreestanding -c main.cpp
$ ld.lld $LDFLAGS --entry KernelMain -z norelro --image-base 0x100000 --static -o kernel.elf main.o

$ cd $HOME/edk2
$ source edksetup.sh
$ build

$ $HOME/osbook/devenv/run_qemu.sh $HOME/edk2/Build/MikanLoaderX64/DEBUG_CLANG38/X64/Loader.efi $HOME/workspace/mikanos/kernel/kernel.elf
hello_world_3_2.png

実は 4 章に入ってしまいますが、
make をやってみます。

$ cd $HOME/workspace/mikanos/kernel
$ git checkout osbook_day04a
$ source $HOME/osbook/devenv/buildenv.sh
$ make
$ $HOME/osbook/devenv/run_qemu.sh $HOME/edk2/Build/MikanLoaderX64/DEBUG_CLANG38/X64/Loader.efi $HOME/workspace/mikanos/kernel/kernel.elf

参考 URL はこちら。

hello_world_3_2.png

##4章 ピクセルをいじる
以下の URL を参考に。

$ cd $HOME/workspace/mikanos/kernel
$ git checkout osbook_day04b
$ source $HOME/osbook/devenv/buildenv.sh
$ make
$ cd $HOME/edk2
$ source edksetup.sh
$ build
$ $HOME/osbook/devenv/run_qemu.sh $HOME/edk2/Build/MikanLoaderX64/DEBUG_CLANG38/X64/Loader.efi $HOME/workspace/mikanos/kernel/kernel.elf
hello_world_3_2.png

次の演習については流用で行けると思った。

$ cd $HOME/workspace/mikanos/kernel
$ git checkout osbook_day04c
$ source $HOME/osbook/devenv/buildenv.sh
$ make
$ cd $HOME/edk2
$ source edksetup.sh
$ build
$ $HOME/osbook/devenv/run_qemu.sh $HOME/edk2/Build/MikanLoaderX64/DEBUG_CLANG38/X64/Loader.efi $HOME/workspace/mikanos/kernel/kernel.elf
hello_world_3_2.png

osbook_04day0d も同じ要領で行けます。

##5章文字を表示してみる

アプローチは前章と同じ。

$ cd $HOME/workspace/mikanos/kernel
$ git checkout osbook_day05a
$ source $HOME/osbook/devenv/buildenv.sh
$ make
$ cd $HOME/edk2
$ source edksetup.sh
$ build
$ $HOME/osbook/devenv/run_qemu.sh $HOME/edk2/Build/MikanLoaderX64/DEBUG_CLANG38/X64/Loader.efi $HOME/workspace/mikanos/kernel/kernel.elf
hello_world_3_2.png

コマンドは基本的に同じです。
後は osbook_day"**" <= ココだけ変えれば OK です。
残りは一気にやります。

osbook_day05b osbook_day05c osbook_day05d osbook_day05e osbook_day05f
hello_world_5_b.png hello_world_5_c.png hello_world_5_d.png hello_world_5_e.png hello_world_5_f.png

|

##6章マウスとPCI
コマンドは 前章と要領は同じです。

osbook_day05b osbook_day05c osbook_day05d
osbook_day06a.png osbook_day06b.png osbook_day06c.png

##7章割り込みとFIFO
コマンドは 前章と要領は同じです。

osbook_day07a osbook_day07b
osbook_day07a.png osbook_day07b.png

##8章メモリ管理に挑戦
コマンドは 前章と要領は同じです(あってるかな)。

osbook_day08a osbook_day08b osbook_day08c
osbook_day08a.png osbook_day08b.png osbook_day08c.png

##9章重ね合わせ処理
コマンドは 前章と要領は同じです。
演習 09e は高速化がポイントなんですが、画像では伝えられず(笑)

|osbook_day09a|osbook_day09b|osbook_day09c|osbook_day09d|osbook_day09e|
|---|---|---|---|---|---|
|osbook_day09a.png|osbook_day09b.png|osbook_day09c.png|osbook_day09d.png|osbook_day09e.png|

まだ途中ですが、一旦ここまで。
お疲れさまでした。

##10章ウィンドウ
コマンドは 前章と要領は同じです。
ただのキャプチャですけど、やった人にはわかる画像です(笑)

osbook_day10a osbook_day10b osbook_day10c osbook_day10d osbook_day10e osbook_day10f osbook_day10g
osbook_day10a.png osbook_day10b.png osbook_day10c.png osbook_day10d.png osbook_day10e.png osbook_day10f.png osbook_day10g.png

##11章タイマとACPI
コマンドは 前章と要領は同じです。

osbook_day11a osbook_day11b osbook_day11c osbook_day11d osbook_day11e
osbook_day11a.png osbook_day11b.png osbook_day11c.png osbook_day11d.png osbook_day11e.png

##12章キー入力
コマンドは 前章と要領は同じです。

osbook_day12a osbook_day12b osbook_day12c osbook_day12d osbook_day12e osbook_day12f
osbook_day12a.png osbook_day12b.png osbook_day12c.png osbook_day12d.png osbook_day12e.png osbook_day12f.png

##13章マルチタスク(1)
コマンドは 前章と要領は同じです。
下の画像、差分かります？！(笑)

osbook_day13a osbook_day13b osbook_day13c osbook_day13d
osbook_day13a.png osbook_day13b.png osbook_day13c.png osbook_day13d.png

##14章マルチタスク(2)
コマンドは 前章と要領は同じです。
画像のみで違いを見せるのは不可能だ。。

osbook_day14a osbook_day14b osbook_day14c osbook_day14d
osbook_day14a.png osbook_day14b.png osbook_day14c.png osbook_day14d.png

##15章ターミナル
コマンドは 前章と要領は同じよいはず。
一部、動作が書籍と異なる。

osbook_day15a osbook_day15b osbook_day15c osbook_day15d
osbook_day15a.png osbook_day15b.png osbook_day15c.png osbook_day15d.png

##16章コマンド
コマンドは 前章と要領は同じよいはず。
書籍と異なる動作をメモ
・expr を打つとターミナルがフリーズ
・TaskB がなぜか消えている(最後の演習は消えてもよい)

osbook_day16a osbook_day16b osbook_day16c osbook_day16d osbook_day16e osbook_day16f
osbook_day16a.png osbook_day16b.png osbook_day16c.png osbook_day16d.png osbook_day16e.png osbook_day16f.png

##17章ファイルシステム
コマンドは 前章と要領は同じ。

osbook_day16a osbook_day16b
osbook_day17a.png osbook_day17b.png

##18章アプリケーション
osbook_day18b よりコマンドは以下で対応。

$ cd $HOME/workspace/mikanos
$ git checkout osbook_day18b
$ ./build.sh run
osbook_day18a osbook_day18b osbook_day18c osbook_day18d
osbook_day18a.png osbook_day18b.png osbook_day18c.png osbook_day18d.png

##19章ページング
以下のコマンドで動作確認

$ cd $HOME/workspace/mikanos
$ git checkout osbook_day19a
$ ./build.sh run
hello_world_1_0.png

##20章システムコール
前章と同じコマンドで対応。
演習が一部動作しなかった。

osbook_day20a osbook_day20b osbook_day20e
osbook_day20a.png osbook_day20b.png osbook_day20e.png

##21章アプリからウィンドウ
前章と同じコマンドで対応。

osbook_day21b osbook_day21c osbook_day21e osbook_day21f
osbook_day21b.png osbook_day21c.png osbook_day21e.png osbook_day21f.png

##22章グラフィックとイベント(1)
前章と同じコマンドで対応。

osbook_day22b osbook_day22c osbook_day22d osbook_day22e osbook_day22f
osbook_day22b.png osbook_day22c.png osbook_day22d.png osbook_day22e.png osbook_day22g.png

##23章グラフィックとイベント(2)
前章と同じコマンドで対応。

osbook_day23a osbook_day23b osbook_day23c osbook_day23d osbook_day23e
osbook_day23a.png osbook_day23b.png osbook_day23c.png osbook_day23d.png osbook_day23e.png

##24章複数のターミナル
前章と同じコマンドで対応。

osbook_day24a osbook_day24b osbook_day24c osbook_day24e osbook_day24f osbook_day24g
osbook_day24a.png osbook_day24b.png osbook_day24c.png osbook_day24e.png osbook_day24f.png osbook_day24g.png

##25章アプリでファイル読み込み
以下のコマンドで対応

$ cd $HOME/workspace/mikanos
$ git checkout osbook_day25a
$ APPS_DIR=apps ./build.sh run
osbook_day25a osbook_day25b osbook_day25c
osbook_day25a.png osbook_day25b.png osbook_day25c.png

##26章アプリでファイル書き込み
前章と同じコマンドで対応
なぜか osbook_day26 a/b にて mikanos のターミナル上で grep するとフリーズする

osbook_day26c osbook_day26d
osbook_day25c.png osbook_day25d.png

##27章アプリのメモリ管理
前章と同じコマンドで対応
なぜか b だけ動かなかった。

osbook_day27a osbook_day27c osbook_day27d
osbook_day27a.png osbook_day27c.png osbook_day27d.png

##28章日本語表示とリダイレクト
以下のコマンドで対応

cd $HOME/workspace/mikanos/
git checkout osbook_day28a
APPS_DIR=apps RESOURCE_DIR=resource ./build.sh run
osbook_day28a osbook_day28b osbook_day28c
osbook_day28a.png osbook_day28b.png osbook_day28c.png

##29章アプリ間通信
前章と同じコマンドで対応
c が今一でした。たぶん sort が分かってないかも。

osbook_day29a osbook_day29b osbook_day29c osbook_day29d
osbook_day29a.png osbook_day29b.png osbook_day29c.png osbook_day29d.png

##30章おまけアプリ
前章と同じコマンドで対応
b が動かない。e ががっつり日本語表示できない。f だと tokyost.jpg が開けない

osbook_day30a osbook_day30b osbook_day30d osbook_day30e osbook_day30f
osbook_day30a.png osbook_day30b.png osbook_day30d.png osbook_day30e.png osbook_day30f.png

とりあえず finish.
少しずつ技術的に掘り出したので、
興味のある方はこちらもどうぞ。

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