Projet système PC : 2011 - Bachir Kosayyer, Timothé Mermet-Buffet et Philippe Roussille : Différence entre versions

Version du 9 juin 2011 à 13:56

SeriOS

Développeurs	Bachir KOSAYYER Timothé MERMET-BUFFET Philippe ROUSSILLE

Page en cours de rédaction.

Présentation

Équipe (Équipe 1)

Nous sommes une équipe de trois étudiants :

Notre encadrant est Franck Rousseau.

Motivations

Nous avons choisi le thème du Projet système comme projet de spécialité, en fin de deuxième année à l'ENSIMAG. Nous avons conçu un noyau de système d'exploitation, "SeriOS", développé à partir des sources minimales fournies.

Il n'est pas commun de participer à la création d'un système d'exploitation, et comme nous avions tous trois suivi les cours de Systèmes d'exploitation et programmation concurrente, Pratique du Système et Conception des Systèmes d'Exploitation. Comme la programmation d'un noyau nous était inconnue, nous avons vu dans ce projet la possibilité d'approfondir et de mettre en pratique les connaissances théoriques vues en cours au travers d'un produit concret.

Cadre du projet

Le développement du projet s'est organisé en deux principales étapes :

répondre au cahier des charges demandé (détaillé grossièrement ici)
- multi-tâche : plusieurs processus (programmes) doivent pouvoir s'exécuter « en même temps » sur le système en partageant les ressources;
- synchronisé : les processus peuvent attendre un ou plusieurs processus en utilisant des sémaphores;
- mode utilisateur : l'utilisateur du système doit pouvoir utiliser les fonctions du système dans un environnement protégé, séparant les applications et le système.
fournir une ou plusieurs extensions conséquentes (pilotes et/ou fonctions avancées du système)

Déroulement

Le projet s'est déroulé sur quatre semaines, du mardi 17 mai 2011 au vendredi 10 juin 2011 (rendu et soutenance). Les principales phases de développement ont été réalisées en salle système (D201).

Réalisation

Cahier des charges minimal

Liminaire

Nous avions tous trois fait le TP de PSE, le code de cette partie a pu être adapté facilement (timer, clavier et écran) pour nous permettre de faciliter le débogage et de surveiller l'état du système.

Création de processus, ordonnancement et changement de contexte

La première étape a été la conception de la structure adaptée aux processus, ainsi que la gestion de leurs piles respectives. L'étape cruciale est la partie de changement de contexte (faite en assembleur), car toutes les autres parties en dépendent. Une fois cette étape terminée, nous avons pu gérer les sémaphores et la filiation de processus, les attentes et blocages des processus. Nous nous sommes concentrés sur la partie noyau uniquement.

Passage au mode noyau et appels systèmes

Une fois notre noyau fonctionnel en mode privilégié (mode kernel), nous avons réalisé le passage en mode utilisateur (userland) pour offrir une couche de protection et d'abstraction à un programmeur d'applications. Nous modifions également l'espace d'adressage et de pile nécessaire à une allocation de mémoire plus importante, tout en empêchant l'écriture dans la zone mémoire privilégiée. Il a ensuite été nécessaire de fournir des fonctions permettant un passage au mode privilégié pour utiliser les fonctionnalités du système.

Shell

Lorsque nos appels systèmes ont été terminés, nous avons réalisé le pilote console nécessaire à la création du shell, ainsi que les commandes permettant de tester et de montrer les fonctionnalités de notre système d'exploitation. Plusieurs commandes sont disponibles (accessibles par la commande 'help' au sein de l'interface en ligne de commande) :

Commande	Utilisation	Description
about	about	Affiche la banderole de l'équipe.
beep	beep DURÉE FRÉQUENCE	Utilise le haut-parleur système pour produire un bip à la fréquence et la durée données.
clear	clear	Efface l'écran.
chprio	chprio	Utilise le haut-parleur système pour produire un bip à la fréquence et la durée données.
clock_settings	clock_settings	Renvoie les paramètres de l'horloge.
collect	collect PID	Collecte un zombie et le termine.
date	date	Affiche la date actuelle au format UNIX.
echo	echo on\|off ou echo [-n] [texte]	Active/désactive l'écho ou affiche du texte.
exception	exception	Provoque une exception mémoire (écriture en zone noyau).
exit	exit	Termine le shell et met fin à la session en cours.
getprio	getprio PID	Renvoie la priorité du processus PID.
kill	kill PID	Tue le processus PID. Il n'est pas possible de tuer un processus système.
help	help [commande]	Affiche la liste des commandes disponibles, ou une aide sur la commande spécifiée.
ps	ps	Affiche la liste des processus en cours d'exécution et leurs états respectifs.
sleep	sleep TEMPS	Attend TEMPS millisecondes.
sinfo	sinfo	Affiche les informations disponibles sur les sémaphores utilisés.
startx	startx	Lance une démonstration de l'interface graphique (appel ne retournant pas).
tests	tests	Lance la suite de tests fournie par les encadrants.
utime	utime	Renvoie le temps d'utilisation du système (en millisecondes).
write	write FICHIER [TEXTE]	Crée le fichier FICHIER et écrit TEXTE dans ce fichier.

Les commandes de gestion du système de fichiers sont disponibles dans le répertoire /bin.

Extensions réalisées

Fonctionnalités systèmes

Mémoire paginée

Système de fichier virtuel

Amélioration du shell

Pilotes d'accès aux périphériques

Pilote de souris

Pilote de haut-parleur

Pilote de carte graphique

Captures d'écran

Le shell TinySH

Utilisation du système de fichiers

Interface graphique minimaliste

Références

Sources initiales

Les sources initiales du projet sont les sources fournies en pratique du système, disponibles ici.

Documentations et documents

Les structures utilisées pour le pilote graphique sont issues du noyau Linux, les surfaces inspirées de la librairie SDL.
Les pilotes gérant la souris, le haut parleur interne, la RTC, la carte graphique, le clavier, le gestionnaire d'interruptions et le minuteur, ont été faits grâce à la documentation fournie sur OSdev.

Adresses utiles

Le wiki OSdev.

Outils utilisés

mercurial, un gestionnaire de versions décentralisé
VirtualBox, une machine virtuelle
NetBeans, un EDI complet
gedit et SCiTE, des éditeurs de texte
planner, un gestionnaire de diagramme de Gantt
gcc, un compilateur c
gas, un assembleur
ddd, gdb et Nemiver, des débugueurs

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 === Captures d'écran ===
-[[Fichier:serios_tiny.png]] [[Fichier:serios_fs.png]] [[Fichier:serios_iug.png]]
+[[Image:serios_tiny.png|300px|thumb|Le shell TinySH]]
+[[Image:serios_fs.png|300px|thumb|Utilisation du système de fichiers]]
+[[Image:serios_iug.png|300px|thumb|Interface graphique minimaliste]]
 == Références ==