1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
1001
1002
1003
1004
1005
1006
1007
1008
1009
1010
1011
1012
1013
1014
1015
1016
1017
1018
1019
1020
1021
1022
1023
1024
1025
1026
1027
1028
1029
1030
1031
1032
1033
1034
1035
1036
1037
1038
1039
1040
1041
1042
1043
1044
1045
1046
1047
1048
1049
1050
1051
1052
1053
1054
1055
1056
1057
1058
1059
1060
1061
1062
1063
1064
1065
1066
1067
1068
1069
1070
1071
1072
1073
1074
1075
1076
1077
1078
1079
1080
1081
1082
1083
1084
1085
1086
1087
1088
1089
1090
1091
1092
1093
1094
1095
1096
1097
1098
1099
1100
1101
1102
1103
1104
1105
1106
1107
1108
1109
1110
1111
1112
1113
1114
1115
1116
1117
1118
1119
1120
1121
1122
1123
1124
1125
1126
1127
1128
1129
1130
1131
1132
1133
1134
1135
1136
1137
1138
1139
1140
1141
1142
1143
1144
1145
1146
1147
1148
1149
1150
1151
1152
1153
1154
1155
1156
1157
1158
1159
1160
1161
1162
1163
1164
1165
1166
1167
1168
1169
1170
1171
1172
1173
1174
1175
1176
1177
1178
1179
1180
1181
1182
1183
1184
1185
1186
1187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
1195
1196
1197
1198
1199
1200
1201
1202
1203
1204
1205
1206
1207
1208
1209
1210
1211
1212
1213
1214
1215
1216
1217
1218
1219
1220
1221
1222
1223
1224
1225
1226
1227
1228
1229
1230
1231
1232
1233
1234
1235
1236
1237
1238
1239
1240
1241
1242
1243
1244
1245
1246
1247
1248
1249
1250
1251
1252
1253
1254
1255
1256
1257
1258
1259
1260
1261
1262
1263
1264
1265
1266
1267
1268
1269
1270
1271
1272
1273
1274
1275
1276
1277
1278
1279
1280
1281
1282
1283
1284
1285
1286
1287
1288
1289
1290
1291
1292
1293
1294
1295
1296
1297
1298
1299
1300
1301
1302
1303
1304
1305
1306
1307
1308
1309
1310
1311
1312
1313
1314
1315
1316
1317
1318
1319
1320
1321
1322
1323
1324
1325
1326
1327
1328
1329
1330
1331
1332
1333
1334
1335
1336
1337
1338
1339
1340
1341
1342
1343
1344
1345
1346
1347
1348
1349
1350
1351
1352
1353
1354
1355
1356
1357
1358
1359
1360
1361
1362
1363
|
\documentclass[a4paper,fleqn,12pt]{JMThesis}
\renewcommand{\footnotesize}{\fontsize{9pt}{11pt}\selectfont}
\usepackage{listings}
\lstset{
basicstyle=\footnotesize,
frame=single,
showstringspaces=false,
tabsize=4,
escapeinside={<@}{@>},
% numbers=left
}
\lstset{defaultdialect=[x86masm]Assembler}
\usepackage[OT2]{fontenc}
\newcommand\eng{\fontencoding{OT1}\fontfamily{\rmdefault}\selectfont}
\newcommand\srb{\fontencoding{OT2}\fontfamily{\rmdefault}\selectfont}
% \usepackage[serbian,english]{babel}
\renewcommand{\baselinestretch}{1}
\usepackage{amsfonts}
\usepackage{amsthm}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{multicol}
\usepackage{hyperref}
\usepackage{tocloft}
\usepackage[
backend=bibtex,
natbib=true,
style=numeric,
block=ragged,
sorting=none
]{biblatex}
\bibliography{kernel}
\renewcommand*{\bibfont}{\eng}
\newlength\tindent
\setlength{\tindent}{\parindent}
\setlength{\parindent}{0pt}
\setlength{\itemsep}{0pt}
\setlength{\parskip}{0pt}
\setlength{\parsep}{0pt}
\renewcommand{\indent}{\hspace*{\tindent}}
\oddsidemargin 1cm
\evensidemargin 0cm
\textwidth 15cm
\pagestyle{headings}
\font \matematicka=wncsc10 scaled 1600
\font \maturski=wncyb10 scaled 2500
\font \naslov=wncyb10 scaled 1900
\font \naslovlat=cmr10 scaled 1900
\font \imen=wncyr10 scaled 1600
\def\zn{,\kern-0.09em,}
\def\zng{'\kern-0.09em'}
\pagenumbering{roman}
\begin{document}
\thispagestyle{empty}
\begin{center}
{\matematicka Matematichka gimnazija}
\end{center}
\vspace*{50mm}
\begin{center}
{\maturski MATURSKI RAD}
\vspace*{8pt}
{\naslov - iz rachunarstva i informatike -}
\end{center}
\vspace*{10pt}
\begin{center}
{\naslov \textbf{\eng\Large 32bit X86} jezgro operativnog sistema}
\end{center}
\vspace*{70mm}
\setlength{\columnsep}{50pt}
\begin{multicols}{2}
{\noindent \imen Uchenik:
\\Aleksa Vuchkovic1 $\operatorname{IV}$c}
{ \noindent \hfill \imen Mentor:\\
\hfill \phantom{aaaaaaaa} Milosh Arsic1}
\end{multicols}
\vfill
\begin{center}
{\imen Beograd, jun 2022.}
\end{center}
\clearpage
\thispagestyle{empty}
\mbox{}
\clearpage
\renewcommand{\contentsname}{Sadrzhaj}
\thispagestyle{empty}
\pagenumbering{gobble}
\tableofcontents \clearpage
\thispagestyle{empty}
\mbox{}
\clearpage
\pagenumbering{arabic}
\renewcommand{\chaptername}{}
\setcounter{page}{1}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\chapter{Uvod}
\bigskip
Ideja za ovaj rad proizishla je iz ekstenzivnog korish\/c1enja {\eng GNU/Linux}
sistema, kao i zhelja za razumevanjem rada rachunara na najnizhem nivou.\\
Ceo kod je pisan u {\eng GNU Assembler}-u i {\eng C}-u i mozhe se nac1i na
{\eng GitHub}-u na stranici {\eng\url{https://github.com/aleksav013/mykernel}}.
Kod, zajedno sa svim alatima za njegovo korish\/c1enje i upotrebu, je dostupan
pod {\eng GPLv3} licencom.\\
Ovaj projekat se konstantno unapredjuje i nemoguc1e je odrzhavati
sinhronizovanim fajlove koji sachinjavaju operativni sistem, a koji se
istovremeno pominju u ovom radu. Iz tog razloga, rad c1e biti napisan za
verziju operativnog sistema 1.0.0. Na stranici {\eng GitHub}-a ova verzija se
mozhe nac1i pod {\eng tag/s} sekcijom na stranici projekta.\\
Radi laksheg kompajlovanja koda od strane chitaoca, kreiran je {\eng toolchain}
- set alata, specifichno za kompajlovanje ovog operativnog sistema, koji se
mozhe nac1i na stranici
{\eng\url{https://github.com/aleksav013/aleksa-toolchain}},
takodje dostupan pod {\eng GPLv3} licencom otvorenog koda. Set alata {\eng
aleksa-toolchain} kreiran je takodje i iz razloga shto je zapravo neizbezhan
proces kreiranja \text{{\eng cross-compiler}-a} - kompajlera koji kompajluje
kod za drugi sistem/arhitekturu na trenutnom sistemu/arhitekturi. Na taj nachin
i drugi ljudi osim autora mogu doprineti izradi i poboljshanju ovog operativnog
sistema u buduc1nosti.\\
Ovaj projekat ima za cilj da prikazhe postupak kreiranja jednog za sada
vrlo jednostavnog operativnog sistema, kao i da potkrepi chitaoce teorijom
potrebnom za njegovo razumevanje.\\
\newpage
\begin{multicols}{2}
Trenutno radi:
\begin{itemize}
\item {\eng Boot}
\item {\eng VGA} izlaz
\item {\eng GDT}
\item {\eng IDT}
\item {\eng IRQ \& PIC}
\item {\eng PS/2} tastatura
\item {\eng PIT}
\item {\eng Heap}
\item {\eng Paging}
\item {\eng C} biblioteka
\end{itemize}
\columnbreak
Planirano u blizhoj buduc1nosti:
\begin{itemize}
\item {\eng Filesystem}
\item {\eng Framebuffer}
\item {\eng Networking}
\item {\eng Real User Space}
\end{itemize}
\end{multicols}
O stvarima koje su implementirane i koje funkcionishu, moc1i c1ete da saznate
vishe u ovom radu. Autorov plan je da predstojec1e slobodno vreme nakon
maturiranja i tokom studija, iskoristi na unapredjenje ovog malog operativnog
sistema, i da u mu ovaj rad kao takav bude osnova za naredni.
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\chapter{{\eng X86} arhitektura}
\bigskip
{\eng X86} je familija arhitektura {\eng CISC} seta instrukcija razvijena od
strane Intel-a koja je bazirana na 8086 mikroprocesoru. 8086 je nastao 1978.
kao shesnaestobitna ekstenzija 8080 osmobitnog mikroprocesora, da bi 1985.
godine nastao 80386 sa velichinom registra od chak 32 bita. Svi procesori iz
ove familije nose zajednichki naziv upravo po sufiksu 86 koji se pojavljuje u
imenima svih ovih procesora.\\
U periodu od 1999. do 2003. {\eng AMD} je proshirio velichinu registra na 64 bita
i ta arhitektura ima vishe naziva od kojih su najkorish\/c1eniji: {\eng
x86\_64, amd64} i {\eng x64}. Velika vec1ina uredjaja danas koristi {\eng
x86\_64} arhitekturu procesora.\\
Jezgo operativnog sistema prikazano u ovom radu bazirano je na {\eng X86}
arhitekturi sa registrom velichine 32 bita. Konkretna verzija ove arhitekture
je {\eng i386}. Ova verzija dobila je ime po Intelovom mikroprocesoru pod
imenom 80386 shto oznachava trec1u generaciju {\eng X86} arhitekture.
\section{Registri procesora}
\medskip
Postoji vishe vrsta registara procesora\cite[75]{misc:1}. Neki od osnovnih
registara koje je potrebno pomenuti dati su u tekstu koji sledi. Razlog zbog
kojeg su navedena i imena registara prethodnih verzija {\eng X86} arhitekture
je zbog toga shto je moguc1e adresirati prvih {\eng x} bitova, ako se koristi
ime registra za {\eng x}-tobitnu verziju {\eng X86} arhitekture. Naravno, ovo
vazhi samo ukoliko je duzhina registra nasheg sistema (32 bita), vec1a ili
jednaka duzhini registra chiju notaciju koristimo.
\newpage
Registri opshte namene:\\[1mm]
{\eng\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|}
\hline
8bit & al & bl & cl & dl & sil & dil & spl & bpl \\
\hline
16bit & ax & bx & cx & dx & si & di & sp & bp \\
\hline
32bit & eax & ebx & ecx & edx & esi & edi & esp & ebp \\
\hline
64bit & rax & rbx & rcx & rdx & rsi & rdi & rsp & rdp \\
\hline
\end{tabular}}\\
Segmentni registri:\\[1mm]
{\eng\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|c|}
\hline
cs & ds & ss & es & fs & gs \\
\hline
\end{tabular}}\\
Kontrolni registri:\\[1mm]
{\eng\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|}
\hline
cr0 & cr2 & cr3 & cr4 & cr8 \\
\hline
\end{tabular}}\\
Sistemski registri (pokazivachi na tabele):\\[1mm]
{\eng\begin{tabular}{|c|c|c|}
\hline
gdtr & ldtr & idtr \\
\hline
\end{tabular}}\\
Osim pomenutih, pochev od shesnaestobitne {\eng X86} arhitekture, postoje i
registri {\eng ah, bh, ch, dh (h-higher)} koji predstavljaju gornju polovinu
(od 9. do 16. bita) {\eng ax, bx, cx, dx} registara redom. U daljem tekstu
bic1e prikazan odnos izmedju registara o kome je ranije bilo rechi, kao i
prikaz i na to od kog do kog bita registra se odnosi data notacija.\\
{\eng\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|c|c|c|}
63-56 & 55-48 & 47-40 & 39-32 & 31-24 & 23-16 & 15-8 & 7-0 \\
\hline
&&&&&& ah & al \\
\hline
&&&&&& \multicolumn{2}{|c|}{ax} \\
\hline
&&&& \multicolumn{4}{|c|}{eax} \\
\hline
\multicolumn{8}{|c|}{rax} \\
\hline
\end{tabular}}\\
Primetimo da ukoliko nas interesuje vrednost drugog bajta u {\eng X86\_64}
arhitekturi, do nje mozhemo doc1i na sledec1a 4 nachina:
{\eng ah, ax\&0xFF00, eax\&0x0000FF00} ili {\eng rax\&0x000000000000FF00}.
\section{Registri opshte namene}
\medskip
Registri opshte namene imaju ulogu u chuvanju operandi i pokazivacha:
\begin{itemize}
\item Operandi za logichke i aritmetichke operacije
\item Operandi za adresne kalkulacije
\item Pokazivacha na memorijsku lokaciju
\end{itemize}
Registri opshte namene se mogu koristiti proizvoljno prema potrebi. Medjutim,
dizajneri hardvera su uvideli da postoji moguc1nost daljih optimizacija ukoliko
se svakom od ovih registara dodeli neka specifichna uloga u kojoj je malo bolji
od ostalih registara opshte namene.\\
Na taj nachin kompajleri vec1inu vremena kreiraju bolji asemblerski kod nego
ljudi, prosto iz razloga shto svaki od registara opshte namene takodje koriste
i za njihovu specifichnu funkciju svaki put gde je to moguc1e.\\
Specifichna uloga registara opshte namene:
\begin{itemize}
\item {\eng eax} - akumulator za operande i podatke rezultata
\item {\eng ebx} - pokazivach na podatke u {\eng ds} segmentu
\item {\eng ecx} - brojach za petlje i operacije nad stringovima
\item {\eng edx} - pokazivach na U/I
\item {\eng esi} - pokazivach na podatke na koji pokazuje {\eng ds} registar;
pochetni pokazivach za operacije nad stringovima
\item {\eng edi} - pokazivach na podatke u segmentu na koji pokazuje {\eng es}
registar; krajnji pokazivach za operacije nad stringovima
\item {\eng esp} - pokazivach na pochetak steka
\item {\eng ebp} - pokazivach na podatke u steku
\end{itemize}
\section{Segmentni registri}
\medskip
Segmentni registri sadrzhe shesnaestobitne selektore segmenta. Selektor segmenta je
specijalan pokazivach koji identifikuje segment u memoriji. Da bi pristupili
odredjenom segmentu u memoriji, selektor segmenta koji pokazuje na taj segment
mora biti dostupan u odgovarajuc1em segmentnom registru.
Specifichna uloga segmentnih registara:
\begin{itemize}
\item {\eng cs - code segment}. {\eng cs} registar sadrzhi selektor segmenta
koji pokazuje na segment koda u kome se nalaze instrukcije koje se
izvrshavaju.
\item {\eng ds - data segment}. Osim {\eng ds}, segmentni registri za segmente
podataka su i {\eng es, fs}, kao i {\eng gs}.
\item {\eng ss - stack segment}. {\eng ss} registar sadrzhi selektor segmenta
koji pokazuje na segment steka gde se chuva stek programa koji se trenutno
izvrshava. Za razliku od registra za segment koda, {\eng ss} registar
se mozhe eksplicitno postaviti shto dozvoljava aplikacijama da postave
vishe stekova i da alterniraju izmedju njih.
\end{itemize}
\section{{\eng Real mode}}
\medskip
Realni mod karakterishe 20-tobitna segmentirana memorija shto znachi da se
mozhe adresirati samo malo vishe od jednog megabajta. Svi procesori pochev od
80286 zapochinju u ovom modu nakon paljenja rachunara zbog kompatibilnosti. Da
bismo mogli da adresiramo vishe memorije, potrebno je da koristimo segmentne
registre.\\
Postupak kojim iz realnog moda prelazimo u zashtic1eni mod naziva se daleki
skok {\eng (far jump)} gde pri postavljanju segmentnih registara "skachemo" iz
jednog segmenta u drugi. Daleki skok najchesh\/c1e podrazumeva promenu
selektora segmenta, koji se nalazi u segmentu koda, i koji pokazuje na segment
koda u kome se nalaze instrukcije koje se trenutno izvrshavaju.
\section{Segmentacija}
\medskip
Segmentacija je reshenje kojim se omoguc1ava adresiranje vishe memorije nego
shto je to hardverski predvidjeno. Segmentacija se postizhe korish\/c1enjem
{\eng offset}-a. Upravo smo uz pomoc1 segmenatcije u realnom modu adresirali
memoriju sa 20, umesto predvidjenih 16 bitova.
\section{{\eng Protected mode}}
\medskip
Zashtic1eni mod je stanje procesora u kojem procesor ima pun pristup celom
opsegu memorije za razliku od realnog moda. Maksimalna velichina {\eng RAM}
memorije koju arhitektura {\eng i386} podrzhava je {\eng 4GB} upravo zbog
velichine registra od 32 bita ($2^{32}B = 4GB$). Neki procesori koji
podrzhavaju {\eng PAE - Physical Address Extension} podrzhavaju i adresiranje
memorija preko 64 bita. Kasnije je na ovom starndardu utemeljeno i adresiranje
memorija na {\eng X86\_64}.\\
Adresiranje svih 32 bita memorije postizhe se korish\/c1enjem stranichenja
({\eng paging}), koje nam dozvoljava da mapiramo fizichku memoriju na
virtuelnu. Na taj nachin prilikom izvrshavanja svakog programa mozhe se
zavarati program tako da misli da njegovo izvrshavanje krec1e od pocheka
memorije. Iz tog razloga znachajno nam je olakshano izvrshavanje programa jer
nam svi programi postaju nezavisni od adrese fizichke memorije gde se oni
zapravo nalaze, dok prilikom kreiranja programa mozhemo fiksno postaviti adresu
prve instrukcije.
%{\eng\url{https://wiki.osdev.org/Protected_Mode}}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\chapter{{\eng Boot}}
\section{Redosled pokretanja}
\medskip
Od pritiska dugmeta za paljenje rachunara, pa do uchitavanja operativnog
sistema postoji ceo jedan proces. Nakon pritiska dugmeta, rachunar prvo
izvrshava {\eng POST (Power On Self Test)} rutinu, koja je jedna od pochetnih
faza {\eng BIOS}-a {\eng (Basic Input Output System)}. U {\eng POST}-u,
rachunar pokushava da inicijalizuje komponente rachunarskog sistema jednu po
jednu, i proverava da li one ispunjavaju sve uslove za startovanje rachunara.
Ukoliko je ceo proces proshao bez greshaka, nastavlja se dalje izvrshavanje
{\eng BIOS}-a. {\eng BIOS} sada ima ulogu da pronadje medijum koji sadrzhi
program koji c1e uchitati jezgro operativnog sistema u ram memoriju rachunara.
Taj program se naziva {\eng Bootloader}.
%{\eng\url{https://wiki.osdev.org/Boot_Sequence}}
\section{{\eng Bootloader}}
\medskip
{\eng Bootloader} je program koji se nalazi u prvih 512 bajtova medijuma u
{\eng MBR} odeljku, i njegov zadatak je da uchita jezgro operativnog sistema u
{\eng RAM} memoriju i preda mu dalje upravljanje. Zbog kompleksnosti danashnjeg
softvera, 512 bajtova je vrlo malo za uchitavanje celog {\eng bootloader}-a. Iz
tog razloga neki {\eng bootloader}-i razdvojeni su u vishe delova,
najchesh\/c1e 2. Prvi deo je vrlo mali, staje u 512 bajtova {\eng MBR}-a i on
sluzhi samo da bi uchitao drugi deo u kome se nalazi glavni kod koji dalje
predaje upravljanje jezgru operativnog sistema.\\
Neki od najpopularnijih {\eng bootloader}-a jesu: {\eng GRUB, LILO,
systemd-boot, rEFInd}, kao i {\eng Windows Boot Manager}. Za potrebe ovog
operativnog sistema korish\/c1en je {\eng GRUB} o kome c1e biti vishe rechi u
odeljku Korish\/c1eni alati.
%{\eng\url{https://wiki.osdev.org/Bootloader}}
\section{{\eng Multiboot} specifikacija}
\medskip
{\eng Multiboot} specifikacija je otvoreni standard koji jezgrima obezbedjuje
ujednachen nachin pokretanja od strane {\eng bootloader}-a usaglashenih sa ovom
specifikacijom. Jedna od prvih stvari koji svako jezgro uradi je postavljanje
konstanti definisanih {\eng multiboot} standardom da bi bilo prepoznato od
strane {\eng bootloader}-a i da bi mu bilo predato dalje upravljanje.
\section{{\eng ELF}}
\medskip
{\eng ELF} je format za skladishtenje programa ili fragmenata programa na
disku, kreiran kao rezultat kompajlovanja i linkovanja. {\eng ELF} fajl je
podeljen na odeljke. Za program koji mozhe da se izvrshi, postoje sledec1i
odeljci: odeljak sa tekstom za kod, odeljak sa podacima za globalne promenljive
i odeljak {\eng ".rodata" (read only data)} koji obichno sadrzhi konstantne
niske. {\eng ELF} fajl sadrzhi zaglavlja koja opisuju kako ovi odeljci treba
da budu uskladishteni u memoriji.\\
Ovaj format definisan je u {\eng System V ABI} ({\eng System V Application
Binary Interface})\cite{misc:3}, koji je set specifikacija koji definishe
pozivanje funkcija, format objektnih fajlova, format fajlova koji mogu da se
izvrshe, dinamichno linkovanje kao i mnoge druge.\\
Funkcije arhitekture {\eng i386}, po konvenciji, povratne vrednosti celobrojnog
tipa chuvaju u {\eng eax} registru, dok se vrednosti koje ne staju u 32
bita {\eng eax} registra "prelivaju" u {\eng edx} registar. Ova informacija c1e
nam biti kljuchna kada budemo pozivali funkcija napisane u {\eng C}-u iz {\eng
Assembler}-a.
%{\eng\url{https://wiki.osdev.org/ELF}}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\chapter{Korish\/c1eni alati}
\bigskip
U daljem tekstu se mogu videti neki od alata korish\/c1enih pri kreiranju ovog
rada. Vec1ina korish\/c1enih alata poseduje {\eng GPLv3} licencu.
{\eng GNU Public Licence} je licenca otvorenog koda koja dozvoljava
modifikovanje i distribuiranje koda sve dok je taj kod javno dostupan.
Jedini programi sa ove liste koji nije kreirao {\eng GNU} su: {\eng QEMU}
virtuelna mashina, {\eng git} i {\eng NeoVim} koji koriste {\eng GPLv2}
licencu.\\
Operativni sistem korish\/c1en u izradi ovog projekta je {\eng Artix Linux}.
{\eng Artix Linux} je {\eng GNU/Linux} distribucija bazirana na {\eng Arch
Linux}-u.
Vec1ina korish\/c1enih programa je vec1 kompajlovana i spremna za upotrebu i
nalazi se u oficijalnim repozitorijima.\\
Za programe koji su morali biti manuelno kompajlovani date su instrukcije u
njihovoj podsekciji. {\eng Binutils} i {\eng GCC} su morali biti naknadno
kompajlovani i to da ne bi koristili standardnu biblioteku koju
nam je obezbedio operativni sistem domac1in (onaj na kome se kompajluje ovaj
projekat), vec1 posebnu bibloteku kreiranu za ovo jezgro. Za ostale programe
koji su korish\/c1eni preporuka je koristiti one koji su dostupni kao spremni
paketi u izvorima odabrane distrubucije {\eng GNU/Linux}-a.
\section{{\eng Binutils}}
\medskip
Izvorni kod softvera se mozhe nac1i na stranici
{\eng\url{https://www.gnu.org/software/binutils/}},
zajedno sa uput\/stvom za kompajlovanje i korish\/c1enje.\\
Ovaj softverski paket sadrzhi programe neophodne za izradu programa od kojih su
najkorish\/c1eniji asembler ({\eng as}), linker ({\eng ld}), kao i program za
kreiranje biblioteka ({\eng ar}).
\subsection{Pre dodavanja {\eng C} biblioteke}
\smallskip
Iz razloga shto se ne koristi standardna biblioteka vec1 samostalno napisana
specifichno za ovaj projekat, potrebno je manuelno kompajlovati {\eng GNU
Binutils}. Medjutim, postoji moguc1nost korish\/c1enja vec1 spremnog paketa
koji se za distribucije bazirane na {\eng Arch Linux}-u mozhe nac1i na stanici
{\eng\url{https://aur.archlinux.org/packages/i686-elf-binutils/}}. Pojedine
distribucije vec1 imaju ovaj paket kompajlovan, ali je preporuka manuelno
kompajlovati da bi se izbegla nekompatibilnost, a i prosto iz razloga shto c1e
nakon formiranja nashe {\eng C} biblioteke biti neophodno kompajlovati ovaj
program za svaki sistem posebno.\\
Za one koje zhele sami da kompajluju {\eng binutils}, dat je deo instrukcija
koji se razlikuje od uput\/stva datog na zvanichnom sajtu a tiche se
konfigurisanja pre kompilacije.\\
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=make]{include/00.alati/binutils/binutils1}\srb\end{minipage}\smallskip
\subsection{Nakon dodavanja {\eng C} biblioteke}
\smallskip
Nakon dodavanja nashe {\eng C} biblioteke potrebno je kompajlovati {\eng GNU
Binutils} tako da tu biblioteku i koristi prilikom kompajlovanja nasheg
operativnog sistema.
\textbf{Napomena:} Potrebno je postaviti {\eng \$SYSROOT} na lokaciju koja
sadrzhi biblioteku. To je moguc1e uraditi na sledec1i nachin:\\
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=make]{include/00.alati/binutils/exportsysroot}\srb\end{minipage}\smallskip
Instrukcije za kompajlovanje date su u nastavku.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=make]{include/00.alati/binutils/binutils2}\srb\end{minipage}\smallskip
\subsection{{\eng GNU Assembler}}
\smallskip
Iako trenutno postoje mnogo popularnije alternative poput {\eng NASM (Netwide
Assembler)} i {\eng MASM (Microsoft Assembler)} koji koriste noviju Intelovu
sintaksu, autor se ipak odluchio za {\eng GASM} zbog kompatibilnosti sa {\eng
GCC} kompajlerom. {\eng GASM} koristi stariju {\eng AT\&T} sintaksu koju
karakterishe: obrnut poredak parametara, prefiks pre imena registara i
vrednosti konstanti, a i velichina parametara mora biti eksplicitno definisana.
Zbog toga c1e mozhda nekim chitaocima biti koristan program {\eng intel2gas}
koji se za {\eng Arch Linux} mozhe nac1i na stanici
{\eng\url{https://aur.archlinux.org/packages/intel2gas/}}, a koji prevodi
rasprostranjeniju Intelovu sintaksu u {\eng AT\&T} sintaksu.\\
{\eng GNU Assembler} je korish\/c1en za kompajlovanje dela koda
napisanog u asembleru.
\subsection{{\eng GNU Linker}}
\smallskip
{\eng GNU Linker} je korish\/c1en za linkovanje, tj. "spajanje" svog
kompajlovanog koda u jednu binarnu datoteku tipa {\eng ELF} koja predstavlja
jezgro (kernel). Linker koristi {\eng src/linker.ld} skriptu koja definishe na
koji nachin se pakuju sekcije objektnih fajlova, od koje memorijske lokacije
pochinje uchitavanje jezgra, kao i koja je pochetna funkcija od koje krec1e
izvrshavanje. Ova skripta u stvari predstavlja recept za kreiranje navedene
{\eng ELF} datoteke koja u nashem sluchaju chini operativni sistem.
\section{{\eng GCC}}
\medskip
Izvorni kod softvera se mozhe nac1i na stranici
{\eng\url{https://gcc.gnu.org/}}, zajedno sa uput\/stvom za kompajlovanje i
korish\/c1enje.\\
Isto kao i za {\eng GNU Binutils}, moguc1e je pronac1i vec1 spreman paket u
pojedinim distribucijama, ali je preporuka manuelno kompajlovati iz
prethodno navedenih razloga. Za {\eng Arch Linux} ovaj paket se mozhe nac1i na
stanici {\eng\url{https://aur.archlinux.org/packages/i686-elf-gcc/}}.\\
{\eng GCC} je {\eng GNU}-ov set kompajlera koji je korish\/c1en za kompajlovanje
ovog operativnog sistema.
\subsection{Pre dodavanja {\eng C} biblioteke}
\smallskip
Za one koje zhele sami da kompajluju {\eng GCC}, dat je deo instrukcija koji se
razlikuje od uput\/stva datog na zvanichnom sajtu a tiche se konfigurisanja pre
kompilacije.\\
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=make]{include/00.alati/gcc/gcc1}\srb\end{minipage}\smallskip
\subsection{Nakon dodavanja {\eng C} biblioteke}
\smallskip
Instrukcije za kompajlovanje nakon dodavanja biblioteke date su u nastavku.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=make]{include/00.alati/gcc/gcc2}\srb\end{minipage}\smallskip
Kompajlovanje {\eng GCC}-a sa datim opcijama obezbedjuje nam korish\/c1enje
date biblioteke umesto standardne koju nam je obezbedio operativni sistem
domac1in.
\section{{\eng GRUB}}
\medskip
Izvorni kod softvera se mozhe nac1i na stranici
{\eng\url{https://www.gnu.org/software/grub/}}, zajedno sa uput\/stvom za
kompajlovanje i korish\/c1enje.\\
{\eng GRUB (GRand Unified Bootloader)} je {\eng bootloader} koji je
korish\/c1en na ovom projektu. Trenutno korishc1ena verzija ovog softvera je
{\eng GRUB 2}.
Konfiguracioni fajl {\eng grub.cfg} definishe odakle ovaj {\eng bootloader}
uchitava jezgro i koliki je vremenski okvir izmedju izbora jezgara odnosno
operativnih sistema.
\section{{\eng QEMU}}
\medskip
Vishe informacija o softveru se mozhe nac1i na stranici
{\eng\url{https://www.qemu.org/}}, zajedno sa uput\/stvom za korish\/c1enje.\\
{\eng QEMU} je virtuelna mashina u kojoj c1e jezgro biti testirano i
prikazano zarad praktichnih razloga. {\eng QEMU} je odabran za ovaj projekat
jer za razliku od drugih virtuelnih mashina poseduje {\eng cli (command line
interface)} iz koga se lako mozhe pozivati pomoc1u skripti kao shto su {\eng
Makefile}-ovi.
\section{{\eng Make}}
\medskip
Izvorni kod softvera se mozhe nac1i na stranici
{\eng\url{https://www.gnu.org/software/make/}},
zajedno sa uput\/stvom za kompajlovanje i korish\/c1enje.\\
{\eng Make}\cite{book:78575} nam omoguc1ava da sa lakoc1om odrzhavamo i
manipulishemo izvornim fajlovima. Moguc1e je sve kompajlovati, obrisati,
kreirati {\eng iso} fajl kao i pokrenuti {\eng QEMU} virtuelnu mashinu sa samo
jednom kljuchnom rechi u terminalu. Kreirani {\eng Makefile} za potrebe ovog
projekta bic1e detaljno objashnjen u sekciji {\eng Build system}.
\section{Manje bitni alati}
\medskip
\subsection{{\eng NeoVim}}
{\eng NeoVim} je uredjivach teksta nastao od {\eng Vim}-a ({\eng Vi improved})
\cite{book:78583}. Konfiguracijski fajlovi autora, mogu se nac1i na
{\eng\url{https://github.com/aleksav013/nvim}}, i imaju za cilj da stvore
okruzhenje pogodno za rad na ovom projektu.
\subsection{{\eng git}}
\smallskip
Kreator ovog programa je {\eng Linus Torvalds}, chovek koji je kreirao {\eng
Linux} kernel. Izvorni kod softvera se mozhe nac1i na stranici
{\eng\url{https://git.kernel.org/pub/scm/git/git.git}}.\\
{\eng Git} je program koji nam pomazhe da odrzhavamo izvodne fajlove
sinhronizovanim sa repozitorijumom. Osim toga znachajan je i njegov sistem
kontrole verzija - moguc1nost da se za svaku promenu ({\eng commit}) vidi
tachno koji su se fajlovi izmenili i koja je razlika izmedju neke dve verzije
projekta.
\subsection{{\eng xorriso (libisoburn)}}
\smallskip
Izvorni kod softvera se mozhe nac1i na stranici
{\eng\url{https://www.gnu.org/software/xorriso/}},
zajedno sa uput\/stvom za kompajlovanje i korish\/c1enje.\\
Sluzhi za kreiranje {\eng ISO} fajlova koji se mogu "narezati" na {\eng CD}
disk ili {\eng USB} flesh i koji se kasnije mogu koristiti kao optichki disk
koji sadrzhi sve shto je neophodno za uspeshno podizanje sistema.
\subsection{{\eng GDB}}
\smallskip
Izvorni kod softvera se mozhe nac1i na stranici
{\eng\url{https://www.sourceware.org/gdb/}},
zajedno sa uput\/stvom za kompajlovanje i korish\/c1enje.\\
{\eng GDB} je {\eng GNU}-ov {\eng debugger} koji sluzhi za pronalazhenje
greshaka u kodu, kao i aktivno prac1enje izvrshavanja programa (u ovom sluchaju
jezgra). Uz pomoc1 ovog programa ustanovljeno je shta svako dugme na tastaturi
vrac1a nakon pritiska, shto je znachajno ubzalo proces mapiranja tastature.
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\chapter{Inspiracija}
\bigskip
\section{{\eng Minix}}
\medskip
{\eng Minix} je operativni sistem baziran na {\eng UNIX}-u koji koristi
mikrokernelsku arhitekturu. Pochev od verzije 2.0 zadovoljava {\eng POSIX
(Portable Operating System Interface)} standard. Pochetne verzije {\eng Minix}
operativnog sistema kreirao je Endrju S. Tanenbaum kao profesor Vrije
univerziteta u Amsterdamu. Profesor Tanenbaum kreirao je operativni sistem kao
primer principa koji su prikazani u njegovoj knjizi "Operativni sistemi: Dizajn
i Implementacija" ({\eng Operating Systems: Design and
Implementation})\cite{book:1400099}. Osim ove knjige, Tanenbaum napisao je i
mnoge druge koje mogu biti od koristi svima koji zhele da se bave dizajnom
operativnih sistema\cite{book:821745}\cite{book:915673}.
Zanimljiva chinjenica je da je {\eng Minix} najpopularniji operativni sistem
chije jezgro koristi mikrokernelsku arhitekturu.\\
Spekulishe se da svi Intelovi procesori nakon {\eng Core2Duo} serije koji imaju
chip pod nazivom {\eng Intem ME (Intel Managment Engine)}, zapravo pokrec1u
{\eng Minix} operativni sistem. Ovo bi {\eng Minix} uchinilo
najkorish\/c1enijim operativnim sistemom ikada.
\section{{\eng Linux}}
\medskip
Vec1 duzhe od dve godine koristim operativni sistem sa {\eng Linux} jezgrom
shto je bio i glavni razlog zashto sam izabrao rad na ovu temu.
U toku izrade ovog projekta, pozheleo sam da bolje razumem kako funkcionishe
izrada {\eng Linux} kernela i kako je to "zajednica" ona koja ga pokrec1e i
odrzhava, a ne neka velika korporacija. Stoga sam odluchio da dam svoj doprinos
i poslao sam nekoliko zakrpa ({\eng patch}-eva) koji su primljeni i
implemetirani u novoj 5.17 verziji {\eng Linux} kernela. Ovo iskustvo pokazalo
mi je koliko je ozbiljna organizacija koja stoji iza celog tog projekta i
koliko je bitno raditi na svim sferama nekog projekta kao shto su i izrada
dokumentacije i spremnost da se edukuju i zainteresuju mladi ljudi kojima c1e
ovakvo iskustvo znachiti u daljem profesionalnom usavrshavanju. Drago mi je
shto me je ovaj projekat odvazhio da nachinim taj korak i doprinesem mozhda
najvec1em softverskom projektu ikada.
\section{{\eng BSD}}
\medskip
Najpopularniji {\eng BSD} operativni sistemi su redom {\eng
FreeBSD\cite{book:1310096}, OpenBSD} i {\eng NetBSD}. Svaki od njih ima
razlichite ciljeve, ali se svi slazhu u jednom: softver mora ostati minimalan.
Svi ovi operativni sistemi svoje sistemske programe i biblioteke imaju napisano
u duplo, ako ne i nekoliko puta manje linija koda nego {\eng GNU/Linux}. To ih
chini mnogo lakshim za odrzhavanje, ali i mnogo sigurnijim.\\
{\eng BSD} operativni sistemi razlikuju se od {\eng GNU/Linux}-a po tome shto
su kod {\eng BSD}-a jezgro i korisnichki programi celina koja je nastala od
strane jednog tima ljudi i odrzhavaju se uporedo, dok je kod {\eng GNU/Linux}-a
jezgro {\eng Linux}, a {\eng GNU Coreutils} chini korisnichke programe {\eng
(user space)} i njihov razvoj je potpuno nezavisan. Zbog te chinjenice, {\eng
BSD} je mnogo lakshe odrzhavati i mnogo brzhe se mogu implementirati nove ideje
i moguc1nosti, prosto iz razloga shto ne zavisi od druge strane da se pre svega
uskladi, a potom i implementira datu promenu. \\
Takodje osim gore navedenih razlika, josh jedna veoma bitna razlika je to shto
{\eng BSD} koristi {\eng MIT} licencu dok {\eng GNU/Linux} koristi {\eng
GPLv2/GPLv3} licencu. To znachi da za {\eng BSD} sisteme nakon modifikacije ne
moramo uchiniti kod javno dostupnim. Ta chinjenica chini {\eng BSD}
vrlo primamljivim za velike korporacije koje na taj nachin svoja softverska
reshenja mogu bazirati na vec1 postojec1im. Tako na primer mnoge konzole
pokrec1u upravo izmenjenu verziju {\eng FreeBSD}-a, dok sa druge strane imamo i
kompanije poput {\eng Apple}-a koja takodje koristi {\eng FreeBSD}, ali kao
podlogu za svoje operativne sisteme za rachunare i mobilne telefone.
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\chapter{{\eng Build system}}
\bigskip
Sistem koji kreira {\eng toolchain} koji se koristi za kompajlovanje,
linkovanje i kreiranje upotrebljivog operativnog sistema u {\eng ISO} formatu.
Osim seta alata mozhe se videti i {\eng Makefile} koji pamti na koji se tachno
nachin koristi taj set alata da bi se izgradilo jezgro.
\section{{\eng aleksa-toolchain}}
\medskip
U sklopu ovog projekta nastao je i {\eng aleksa-toolchain}, kao i {\eng
shell}\cite{book:2751214} skripta koja kreira taj {\eng toolchain} (set alata)
koji se dalje koristi za kompajlovanje jezgra.
U tekstu koji sledi mozhe se videti koje sve funkcije skripta sadrzhi.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=sh,linerange={131-140}]{include/00.build/setup.sh}\srb\end{minipage}\smallskip
Skripta prvo skida izvorni kod {\eng binutils}-a i {\eng GCC}-a, ekstraktuje iz
arhive, a zatim je {\eng patch}-uje (primenjuje skup izmena). Nakon toga
korish\/c1enjem {\eng GCC} kompajlera na {\eng host} sistemu, kompajluje se
poseban {\eng GCC} kompajler koji sluzhi za kompajlovanje izvornog koda
namenjenog jezgru ovog operativnog sistema. Nakon toga on se instalira na
put {\eng /opt/aleksa/usr/bin/}, gde se nalazi novi {\eng \$SYSROOT} koji
koristi {\eng Makefile}.
\section{{\eng Makefile}}
\medskip
{\eng Makefile} je fajl koji kontrolishe ponashanje {\eng make} komande u
terminalu. Svaki {\eng Makefile} sadrzhi neki set pravila koji definishe proces
koji se pokrec1e ukucavanjem komande {\eng make $<$ime\_pravila$>$}. U tekstu
koji sledi mozhe se videti koji je to set pravila koje su definisani za ovaj
projekat.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=make,linerange={70-200}]{include/00.build/Makefile}\srb\end{minipage}\smallskip
Mozhemo videti da je ovo kompleksnija forma {\eng Makefile}-a jer sadrzhi
proces rekurzivnog pozivanja {\eng \$(MAKE)} komande. To znachi da ovaj
projekat sadrzhi vishe razlichitih {\eng Makefile}-ova za svaki deo projekta,
shto je i standardna procedura pri velikim projektima kao shto je ovaj.
Konkretno kod ovog jezgra postoje josh dva {\eng Makefile}-a, a tichu se koda
napisanog u {\eng C}-u, kao i koda napisanog u {\eng GNU Assembler}-u za {\eng
X86} arhitekturu.\\
Na taj nachin bi sa lakoc1om projekat mogao biti proshiren na vishe razlichitih
arhitektura procesora shto je i autorov plan u buduc1nosti. Biblioteke,
interaktivni {\eng shell}, kao i drajver za tastaturu napisan za ovo jezgo se
ne bi menjali, dok bi zbog specifichnosti druge arhitekture bile promenjene
komponente zaduzhene za pochetnu inicijalizaciju i kontolisanje hardvera na
najnizhem nivou.
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\chapter{Jezgro operativnog sistema}
\bigskip
Rad je prvobitno bio zamishljen kao postupno izlaganje nastajanja ovog
operativnog sistema, ali se kasnije autor odluchio da ipak izlozhi samo
trenutnu verziju rada, s obrzirom na to da bi rad bio nepotrebno duzhi.
Jezgro je, kao shto je vec1 recheno napisano u asembleru i {\eng C} programskom
jeziku\cite{book:441007}\cite{book:690930}.
\section{Pochetak}
\medskip
%{\eng\url{https://wiki.osdev.org/Bare_Bones}}
{\eng as/boot.s}:\\
U prvom delu postavljamo promenljive na vrednosti koje su odredjene {\eng
Multiboot} standardom da bi {\eng bootloader} prepoznao nashe jezgro.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=Assembler]{include/01.pocetak/boot1.s}\srb\end{minipage}\smallskip
Nakon toga postavljamo prvih 512 bajtova na prethodno pomenute vrednosti, ali
tako da za svaku promenljivu ostavljamo 32 bita prostora.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=Assembler]{include/01.pocetak/boot2.s}\srb\end{minipage}\smallskip
Postavljamo promenljive koje chuvaju adrese na kojima pochinju segmenti koda i
podataka, redom.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=Assembler]{include/01.pocetak/boot3.s}\srb\end{minipage}\smallskip
Definishemo sekciju {\eng .bss} u kojoj kreiramo stek i dodeljujemo mu 16
kilobajta.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=Assembler]{include/01.pocetak/boot4.s}\srb\end{minipage}\smallskip
Definishemo pochetnu funkciju {\eng \_start} pozivajuc1i funkciju za
inicijalizaciju {\eng gdt} tabele i "skachemo" na segment koda. Ovaj postupak
ima naziv {\eng "far jump"} jer skachemo van tekuc1eg segmenta.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=Assembler]{include/01.pocetak/boot5.s}\srb\end{minipage}\smallskip
U segmentu koda postavljamo segmentne registre na adresu segmenta podataka.
Zatim postavljamo {\eng esp} registar na pochetak steka koji smo
inicijalizovali u {\eng .bss} sekciji i predajemo upravljanje {\eng
kernel\_main} funkciji.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=Assembler]{include/01.pocetak/boot6.s}\srb\end{minipage}\smallskip
Postavljamo velichinu funkcije {\eng \_start} shto nam kasnije mozhe biti
korisno pri {\eng debug}-ovanju.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=Assembler]{include/01.pocetak/boot7.s}\srb\end{minipage}\smallskip
\section{Ispis na ekran - {\eng VGA}}
\medskip
{\eng c/vga.c}:
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/02.vga/vga1.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Primetimo da u {\eng C}-u koristimo {\eng uintX\_t} promenljive. To je zbog
toga shto nam je u ovakvom okruzhenju vrlo bitno da pazimo na velichinu koju
zauzimaju promenljive.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/02.vga/vga2.c}\srb\end{minipage}\smallskip
4 znachajnija bita oznachavaju boju pozadine, dok ostala 4 bita oznachavaju
boju karaktera.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/02.vga/vga3.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/02.vga/vga4.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Na {\eng VGA} izlaz ispisujemo karaktere tako shto pochev od adrese {\eng
0xB80000} pishemo shesnaestobitne vrednosti koje se prevode u karaktere i
njihovu boju. 8 znachajnijih bitova odredjuju boju karaktera dok preostalih 8
bitova oznachavaju karakter.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/02.vga/vga5.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Funkcija koja ispisuje odredjeni karakter na ekranu.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/02.vga/vga6.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Funkcija koja pomera sve do sada ispisano za jedan red na gore i oslobadja novi
red za ispis kada ponestane mesta na ekranu.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/02.vga/vga7.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Funkcija koja postavlja brojache kolone i reda na sledec1e, uglavnom prazno,
polje na ekranu.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/02.vga/vga8.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Funkcija koja postavlja brojache kolone i reda na prethodno polje na ekranu i
koristi se prilikom brisanja prethodno ispisanih karaktera.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/02.vga/vga9.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Funkcija koja ispisuje jedan karakter na ekranu. Funkcija proverava da li je
potrebno ispisati novi red umesto karaktera {\eng '$\backslash$n'}, kao i da li
je potrebno osloboditi novi red ukoliko se ekran popunio.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/02.vga/vga10.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Funkcija koja ispisuje niz karaktera na ekran.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/02.vga/vga11.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Funkcija koja ispisuje celobrojnu vrednost na ekran tako shto je prvo pretvori u
niz karaktera a zatim iskoristi prethodnu funkciju.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/02.vga/vga12.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Funkcija koja ispisuje realan broj na ekran tako shto je prvo pretvori u niz
karaktera a zatim iskoristi funkciju za ispis niza karaktera.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/02.vga/vga13.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Funkcija koja brishe sve do sada ispisane karaktere sa ekrana i postavlja
brojache kolone i reda na pochetnu poziciju.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/02.vga/vga14.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\section{{\eng Global Desctiptor Table}}
\medskip
Globalna tabela deskriptora je struktura u kojoj se chuvaju informacije o
segmentima memorije.\\
{\eng include/source/gdt.h}:\\
Koristimo {\eng \#ifndef} i {\eng \#define} direktive da bi se osigurali da se
ovaj fajl ukljuchuje ({\eng include}-uje) samo jednom u toku celog rada
operativnog sistema. Ove direktive deluju kao osigurach koji preskache sve
deklaracije ukoliko su one vec1 definisane pod tim imenom.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/03.gdt/gdt1.h}\srb\end{minipage}\smallskip
Autor je kreirao biblioteku {\eng types.h} da bi od\/jednom dodao sve
kompajlerske biblioteke koje definishu vrste promenljivih kao shto su
{\eng int, uint16\_t, bool,...}, kao i konstante kao shto su {\eng true, false,
UINT16\_MAX...}.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/03.gdt/gdt2.h}\srb\end{minipage}\smallskip
Primetimo {\eng \_\_attribute\_\_((packed))}, na kraju definicije strukture. To
nam oznachava da se nec1e ostavljati mesta u memoriji izmedju promenljivih
unutar strukture, vec1 c1e se "pakovati" jedna do druge u memoriji.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/03.gdt/gdt3.h}\srb\end{minipage}\smallskip
Format koji rachunar prihvata za tabelu svih definicija segmenata memorije.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/03.gdt/gdt4.h}\srb\end{minipage}\smallskip
Funkcije koje su definisane u {\eng c/gdt.c}, a tichu se inicijalizacije
globalne tabele deskriptora.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/03.gdt/gdt5.h}\srb\end{minipage}\smallskip
Direktiva za zatvaranje koja se nalazi na kraju fajla i kojom se zavrshava
segment koda predvidjen za deklaracije.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/03.gdt/gdt6.h}\srb\end{minipage}\smallskip
{\eng c/gdt.c}:\\
U {\eng source/} folderu se nalaze prototipi za funkcije istoimenog {\eng C}
izvornog fajla.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/03.gdt/gdt1.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Funkcija napisana u {\eng Assembler}-u koja uchitava tabelu deskriptora u
\text predvidjeni registar.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/03.gdt/gdt2.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Tabela segmenata i pokazivach na nju koji se prosledjuje prethodno pomenutoj
funkciji.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/03.gdt/gdt3.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Funkcija koja na osnovu parametara inicijalizuje jedan globalni segment
memorije.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/03.gdt/gdt4.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Glavna funkcija koja postavlja velichinu pokazivacha koji se prosledjuje,
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/03.gdt/gdt5.c}\srb\end{minipage}\smallskip
inicijalizuje sve segmente memorije koji c1e se koristiti,
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/03.gdt/gdt6.c}\srb\end{minipage}\smallskip
kao i poziva funkciju kojoj prosledjuje pokazivach na globalnu tabelu segmenata
memorije.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/03.gdt/gdt7.c}\srb\end{minipage}\smallskip
%{\eng\url{https://wiki.osdev.org/GDT}}
\section{{\eng Interrupt Desctiptor Table}}
\medskip
Globalna tabela prekida je struktura koja nam govori koja funkcija zapravo
reaguje kada procesor dobije zahtev za prekid ({\eng interrupt request}). Tada
procesor pauzira ono shto trenutno radi i predaje upravljanje odredjenoj
funkciji.\\
Funkcija je duzhna da dojavi procesoru da je c1e ona preuzeti ({\eng
handle}-ovati) taj prekid i ukoliko je prekid fatalan (deljenje nulom, {\eng
triple fault},...) funkcija ima zadatak da ukloni novonastali problem i
obezbedi operativnom sistemu oporavak od greshke.\\
{\eng include/source/idt.h}:
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/04.idt/idt1.h}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/04.idt/idt2.h}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/04.idt/idt3.h}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/04.idt/idt4.h}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/04.idt/idt5.h}\srb\end{minipage}\smallskip
Struktura u kojoj rachunar prihvata globalnu tabelu prekida.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/04.idt/idt6.h}\srb\end{minipage}\smallskip
Pokazivach na tabelu prekida koja se prosledjuje funkciji napisanoj u \text{{\eng
Assembler}-u}, a koja uchitava tabelu prekida u odgovarajuc1i registar.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/04.idt/idt7.h}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/04.idt/idt8.h}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/04.idt/idt9.h}\srb\end{minipage}\smallskip
%{\eng\url{https://wiki.osdev.org/IDT}}
\section{{\eng IRQ} i {\eng PIC}}
\medskip
{\eng c/idt.c}:
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/05.irq/idt1.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Asemblerska funkcija koja uchitava pokazivach na tabelu prekida u
predvidjeni registar.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/05.irq/idt2.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Tabela segmenata i pokazivach na nju koji se prosledjuje prethodno pomenutoj
funkciji.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/05.irq/idt3.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/05.irq/idt4.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/05.irq/idt5.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/05.irq/idt6.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C,linerange={1-6,34-37}]{include/05.irq/idt7.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/05.irq/idt8.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/05.irq/idt9.c}\srb\end{minipage}\smallskip
%{\eng\url{https://wiki.osdev.org/IRQ}}
%{\eng\url{https://wiki.osdev.org/PIC}}
\section{Tastatura}
\medskip
{\eng c/keyboard.c}:
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard1.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard2.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Bafer koji chuva prethodno pozvane funkcije radi implementacije istorije
komanda, kao i brojach bafera na trenutnu komandu.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard3.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Funkcija za inicijalizaciju tastature. Ova funkcija postavlja jezik tastature i
mapira kodove koje vrac1a {\eng handler} {\eng interrupt request}-a, na
karatkere koji se ispisuju na ekranu.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard4.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Funkcija koja koristi prethodno definisane funkcije u drajveru za ispis na
ekran, kako bi obrisala poslednji ispisan karakter i vratila se jedno polje
unazad.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard5.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Funkcija koja brishe poslednji ispisan karakter pritiskom na {\eng backspace}
pritom pazec1i da ne ispadne van okvira koji je moguc1e obrisati.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard6.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Takodje funkcija azhurira bafer koji chuva do sada pozivane komande.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard7.c}\srb\end{minipage}\smallskip
Funkcija koja definishe ponashanje jezgra nakon pritiska {\eng enter} dugmeta
na tastaturi.
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard8.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard9.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard10.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard11.c}\srb\end{minipage}\smallskip
%\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard12.c}\srb\end{minipage}\smallskip
%\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard13.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard14.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard15.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard16.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard17.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/06.keyboard/keyboard18.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\section{{\eng PIT - Programmable Interval Timer}}
\medskip
{\eng c/timer.c}:
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/07.pit/timer1.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/07.pit/timer2.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/07.pit/timer3.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/07.pit/timer4.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/07.pit/timer5.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/07.pit/timer6.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/07.pit/timer7.c}\srb\end{minipage}\smallskip
%{\eng\url{https://wiki.osdev.org/PIT}}
\section{{\eng Heap}}
\medskip
{\eng Heap} za ovo jezgro koristi algoritam\cite{book:1412} bitmape da bi na
najefikasniji nachin sachuvalo podatke o trenutno korish\/c1enim blokovima. Hip
nam sluzhi da bismo dinamichki alocirali memoriju, tj. da bismo mogli da
koristimo globalne promenljive, kao i promenljive chiji zhivotni vek mora biti
dugotrajniji od funkcije u kojoj je ta promenljiva nastala.\\
{\eng c/heap.c}:
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap1.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap2.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap3.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap4.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap5.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap6.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap7.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap8.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap9.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap10.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap11.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap12.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap13.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap14.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap15.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap16.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap17.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap18.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap19.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap20.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap21.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap22.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap23.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap24.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap25.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap26.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap27.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap28.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/08.heap/heap29.c}\srb\end{minipage}\smallskip
%{\eng\url{https://wiki.osdev.org/Heap}}
\section{{\eng Paging}}
\medskip
{\eng c/paging.c}:
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/09.paging/paging1.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/09.paging/paging2.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/09.paging/paging3.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/09.paging/paging4.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/09.paging/paging5.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/09.paging/paging6.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/09.paging/paging7.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/09.paging/paging8.c}\srb\end{minipage}\smallskip
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/09.paging/paging9.c}\srb\end{minipage}\smallskip
%{\eng\url{https://wiki.osdev.org/Paging}}
\section{Minimalna \eng{C} biblioteka}
\medskip
%{\eng\url{https://wiki.osdev.org/Creating_a_C_Library}}
Zbog vec1 do sada velike opshirnosti rada, ovde c1e biti prikazana samo
minimalna {\eng C} biblioteka potrebna za kompajlovanje jezgra operativnog
sistema. Primetimo da neki od fajlova moraju samo postojati, tj. mogu biti i
prazni.\\
{\eng include/errno.h}:
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/10.libc/errno.h}\srb\end{minipage}\smallskip
{\eng include/stdio.h}:
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/10.libc/stdio.h}\srb\end{minipage}\smallskip
{\eng include/stdlib.h}:
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/10.libc/stdlib.h}\srb\end{minipage}\smallskip
{\eng include/string.h}:
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/10.libc/string.h}\srb\end{minipage}\smallskip
{\eng include/time.h}:
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/10.libc/time.h}\srb\end{minipage}\smallskip
{\eng include/unistd.h}:
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/10.libc/unistd.h}\srb\end{minipage}\smallskip
{\eng include/sys/types.h}:
\medskip\begin{minipage}{\textwidth}\eng\lstinputlisting[language=C]{include/10.libc/sys/types.h}\srb\end{minipage}\smallskip
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\chapter{Zakljuchak}
Danas, kada postoje mnogobrojni vishi programski jezici, kreiranje operativnog
sistema je vrlo tezhak izazov za koji se vrlo malo ljudi opredeljuje. Medjutim,
za mene, ovo je jedno vrlo ohrabrujuc1e iskustvo sa kojim tek nekolicina mozhe
da se pohvali. Zheleo bih da u buduc1nosti primarno programiram u nizhim
programskim jezicima kao shto su {\eng Assembler} i {\eng C}, prosto iz razloga
shto smatram da je to jedini nachin da se na duzhe staze izvojeva pobeda po
pitanju performansi u odnosu na neke apstraktnije programske jezike. Osec1aj
koji donosi chinjenica da se moj kod izvrshava direktno na hardveru bez bilo
kakvog posrednika je meni od neprocenljivog znachaja.\\
Da bih odvazhio chitaoce, kao i sve druge koje ova tema zanima, da se i sami
oprobaju u izradi operativnog sistema, sve izvorne fajlove ovog projekta
objavio sam pod {\eng GPLv3} licencom, kao i sve svoje dosadashnje projekte, na
stranici {\eng\url{https://github.com/aleksav013}}. Svi moji projekti su {\eng
open source} shto znachi da kod mozhe posluzhiti svakome ko zheli da sazna
neshto vishe.\\
U toku izrade suochio sam se sa mnogobrojnim problemima. Najtezhi deo je bio
ispolovljavanje i zapochinjanje ove ekspedicije. More informacija i standarda
koji su morali biti zadovoljeni samo da bi se sistem pokrenuo, a zatim i
ispisao neku korisnu informaciju, a kamoli neshto vishe. Najtezhe je bilo to
shto nije bilo moguc1e dodati bilo kakvu funkcionalnost bez da se u potpunosti
razume svaka linija koda. Preduslov za svaku, makar i najsitniju izmenu, bio je
iscrpno i do detalja ish\/chitati dokumentaciju za predvidjenu oblast, ako ta
dokumentacija uopshte i postoji.\\
\newpage
Ovaj projekat je bio sjajan pokazatelj koliko je zapravo kompleksna izrada
jezgra operativnog sistema koji treba da predstavlja most izmedju hardvera i
softvera. Drago mi je shto sam odabrao ovako tezhak projekat za maturski rad iz
razloga shto mi je to pomoglo da probijem barijeru i ulozhim puno truda da bih
zapravo razumeo kako rade operativni sistemi i koliko je sofisticiran njihov
dizajn.\\
Izabrao sam ovu temu iz razloga shto istovremeno povezuje {\eng Linux} i
programiranje u {\eng C} programskom jeziku, moje trenutno dve omiljene stvari,
na predlog mog mentora. Iskoristio bih ovu priliku da se zahvalim profesoru
Miloshu Arsic1u, kao i profesoru Filipu Had2ic1u na sjajnim idejama i
usmeravanju prilikom izrade ovog maturskog rada, kao i svim drugarima,
profesorima i porodici koji su me podrzhali.
\thispagestyle{empty}
\mbox{}
\clearpage
\nocite{*}
\printbibliography[heading=bibintoc,title={Literatura}]
\end{document}
|