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  实现了具有优秀架构设计的新的内存管理模块，对内核空间和用户空间的内存映射、分配、释放、管理等操作进行了封装，使得内核开发者可以更加方便地进行内存管理。
  内存管理模块主要由以下类型的组件组成：
- **硬件抽象层（MemoryManagementArch）** - 提供对具体处理器架构的抽象，使得内存管理模块可以在不同的处理器架构上运行
- **页面映射器（PageMapper）**- 提供对虚拟地址和物理地址的映射，以及页表的创建、填写、销毁、权限管理等操作。分为两种类型：内核页表映射器（KernelMapper）和用户页表映射器（位于具体的用户地址空间结构中）
- **页面刷新器（PageFlusher）** - 提供对页表的刷新操作（整表刷新、单页刷新、跨核心刷新）
- **页帧分配器（FrameAllocator）** - 提供对页帧的分配、释放、管理等操作。具体来说，包括BumpAllocator、BuddyAllocator
- **小对象分配器** - 提供对小内存对象的分配、释放、管理等操作。指的是内核里面的SlabAllocator （SlabAllocator的实现目前还没有完成）
- **MMIO空间管理器** - 提供对MMIO地址空间的分配、管理操作。（目前这个模块待进一步重构）
- **用户地址空间管理机制** - 提供对用户地址空间的管理。
- VMA机制 - 提供对用户地址空间的管理，包括VMA的创建、销毁、权限管理等操作
- 用户映射管理 - 与VMA机制共同作用，管理用户地址空间的映射
- **系统调用层** - 提供对用户空间的内存管理系统调用，包括mmap、munmap、mprotect、mremap等
- **C接口兼容层** - 提供对原有的C代码的接口，是的C代码能够正常运行。
除上面的新增内容以外，其它的更改内容：
- 新增二进制加载器，以及elf的解析器
- 解决由于local_irq_save、local_irq_restore函数的汇编不规范导致影响栈行为的bug。
- 解决local_irq_save未关中断的错误。
- 修复sys_gettimeofday对timezone参数的处理的bug
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Co-authored-by: kong <kongweichao@dragonos.org>
8.7 KiB
(_build_dragonos)=
构建DragonOS
1.写在前面
无论您采用后文中的何种方式来编译DragonOS，您必须先按照本小节中的步骤，初始化您的开发环境。
开始之前，您需要一台运行Linux或MacOS的计算机，并且处理器架构为X86-64.
对于Linux发行版，建议使用Ubuntu22、Debian、Arch Linux这样的，仓库软件版本较新的发行版，这能为您减少很多麻烦。
1.1 下载DragonOS的源代码
假设您的计算机上已经安装了git，您可以通过以下命令，获得DragonOS的最新的源代码：
git clone https://github.com/DragonOS-Community/DragonOS
cd DragonOS
:::{warning} DragonOS的源代码托管在Github上，但是，由于Github在国内的访问速度较慢，因此，我们建议您在github上绑定您的电脑的ssh公钥， 然后通过以下命令来克隆代码，防止频繁出现git clone、pull、push失败的情况。
git clone git@github.com:DragonOS-Community/DragonOS.git
:::
2.使用一键初始化脚本进行安装（推荐）
我们提供了一键初始化脚本，可以一键安装，只需要在控制台运行以下命令：
cd tools
bash bootstrap.sh # 这里请不要加上sudo, 因为需要安装的开发依赖包是安装在用户环境而非全局环境
:::{note} 一键配置脚本目前只支持以下系统：
- Ubuntu/Debian/Deepin/UOS 等基于Debian的衍生版本
欢迎您为其他的系统完善构建脚本！ :::
如果一键初始化脚本能够正常运行，并输出最终的“祝贺”界面(如下所示)，请关闭当前终端，然后重新打开。
|-----------Congratulations!---------------|
| |
| 你成功安装了DragonOS所需的依赖项! |
| |
| 请关闭当前终端, 并重新打开一个终端 |
| 然后通过以下命令运行: |
| |
| make run |
| |
|------------------------------------------|
接着，请直接跳到{ref}编译命令讲解 <_build_system_command>进行阅读！
3.手动安装
3.1 依赖清单
如果自动安装脚本不能支持您的操作系统，那么您需要手动安装依赖程序。以下是依赖项的清单：
在以下依赖项中，除了docker-ce和Rust及其工具链以外，其他的都能通过系统自带的包管理器进行安装。关于docker以及rust的安装，请看后文。
- docker-ce
- llvm-dev
- libclang-dev
- clang
- gcc-multilib
- qemu qemu-system qemu-kvm
- build-essential
- fdisk
- lsb-release
- git
- dosfstools
- Rust以及其工具链
请留意，若您的Linux系统是在虚拟机中运行的，还请您在您的VMware/Virtual Box虚拟机的处理器设置选项卡中，开启Intel VT-x或AMD-V选项，否则，DragonOS将无法运行。
:::{note}
在某些Linux发行版的软件仓库中构建的Qemu可能由于版本过低而不兼容DragonOS，如果遇到这种问题，请卸载Qemu，并采用编译安装的方式重新安装Qemu
在该地址下载Qemu源代码： https://download.qemu.org/
解压后进入源代码目录，然后执行下列命令：
# 安装编译依赖项
sudo apt install -y autoconf automake autotools-dev curl libmpc-dev libmpfr-dev libgmp-dev \
gawk build-essential bison flex texinfo gperf libtool patchutils bc \
zlib1g-dev libexpat-dev pkg-config libglib2.0-dev libpixman-1-dev libsdl2-dev \
git tmux python3 python3-pip ninja-build
./configure --enable-kvm
make -j 8
sudo make install
# 编译安装完成
请注意，编译安装的QEMU，将通过VNC模式进行链接，因此，您还需要在您的计算机上安装VNC viewer以连接至QEMU虚拟机。 :::
3.2 安装Docker
您可以在docker官网下载安装docker-ce.
3.3 安装Rust
:::{warning}
【常见误区】：如果您打算采用docker进行编译，尽管docker镜像中已经安装了Rust编译环境，但是，为了能够在VSCode中使用Rust-Analyzer进行代码提示，以及make clean命令能正常运行，您的客户机上仍然需要安装rust环境。
:::
您可以在控制台输入以下命令，安装rust。
# 这两行用于换源，加速Rust的安装过程
export RUSTUP_DIST_SERVER=https://mirrors.ustc.edu.cn/rust-static
export RUSTUP_UPDATE_ROOT=https://mirrors.ustc.edu.cn/rust-static/rustup
# 安装Rust
curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh -s -- --default-toolchain nightly
# 把Rustup加到环境变量
echo "export PATH=\"\$HOME/.cargo/bin:\$PATH\"" >> ~/.bashrc
source ~/.cargo/env
source "$HOME/.cargo/env"
# 更换cargo的索引源
touch ~/.cargo/config
echo -e "[source.crates-io] \n \
registry = \"https://github.com/rust-lang/crates.io-index\" \n \
\n \
replace-with = 'dragonos-gitee' \n \
[source.dragonos-gitee] \n \
registry = \"https://gitee.com/DragonOS/crates.io-index.git\" \n \
" > ~/.cargo/config
# 安装DragonOS所需的工具链
cargo install cargo-binutils
rustup toolchain install nightly
rustup default nightly
rustup component add rust-src
rustup component add llvm-tools-preview
rustup target add x86_64-unknown-none
# Rust安装完成
至此，公共依赖项已经安装完成，您可以根据自己的需要，阅读后续章节
关于编译命令的用法，请见：{ref}编译命令讲解 <_build_system_command>
4.从Docker构建（不推荐）
DragonOS发布了一个Docker编译环境，便于开发者运行DragonOS。但是，由于编码过程仍需要在客户机上进行，因此，您需要在客户机上安装Rust编译环境。
本节假设以下操作均在Linux下进行。
4.1 安装qemu虚拟机
在本节中，我们建议您采用命令行安装qemu：
sudo apt install -y qemu qemu-system qemu-kvm
4.2 创建磁盘镜像
首先，您需要使用tools文件夹下的create_hdd_image.sh，创建一块虚拟磁盘镜像。您需要在tools文件夹下运行此命令。
bash create_hdd_image.sh
4.3 运行DragonOS
如果不出意外的话，这将是运行DragonOS的最后一步。您只需要在DragonOS的根目录下方，执行以下命令，即可运行DragonOS。
make run-docker
稍等片刻，DragonOS将会被运行。
在qemu虚拟机被启动后，我们需要在控制台输入字母c，然后回车。这样，虚拟机就会开始执行。
:::{note}
- 首次编译时，由于需要下载Rust相关的索引（几百MB大小），因此需要一定的时间，请耐心等候！
- 输入命令可能需要加上sudo :::
关于编译命令的用法，请见：{ref}编译命令讲解 <_build_system_command>
5.其他注意事项
5.1 创建磁盘镜像
首先，您需要使用普通用户权限运行tools/create_hdd_image.sh，为DragonOS创建一块磁盘镜像文件。该脚本会自动完成创建磁盘镜像的工作，并将其移动到bin/目录下。
请注意，由于权限问题，请务必使用普通用户权限运行此脚本。（运行后，需要提升权限时，系统可能会要求您输入密码）
5.2 编译、运行DragonOS
- 安装编译及运行环境
- 进入DragonOS文件夹
- 输入
make run即可编译并写入磁盘镜像，并运行
在qemu虚拟机被启动后，我们需要在控制台输入字母c，然后回车。这样，虚拟机就会开始执行。
:::{note} 首次编译时，由于需要下载Rust相关的索引（几百MB大小），因此需要一定的时间，请耐心等候！ :::
关于编译命令的用法，请见：{ref}编译命令讲解 <_build_system_command>
(_build_system_command)=
6.编译命令讲解
- 本地编译，不运行:
make all -j 您的CPU核心数 - 本地编译，并写入磁盘镜像，不运行:
make build - 本地编译，写入磁盘镜像，并在QEMU中运行:
make run - Docker编译，并写入磁盘镜像,:
make docker - Docker编译，写入磁盘镜像，并在QEMU中运行:
make run-docker - 不编译，直接从已有的磁盘镜像启动:
make qemu - 清理编译产生的文件:
make clean - 编译文档:
make docs（需要手动安装sphinx以及docs下的requirements.txt中的依赖） - 清理文档:
make clean-docs
:::{note}
如果您需要在vnc中运行DragonOS，请在上述命令后加上-vnc后缀。如：make run-vnc
:::