Witaj na stronie domowej projektu Agnix

Co to jest Agnix?

Agnix to projekt Open-Source, który został założony w celu dostarczenia edukacyjnego, sieciowego jądra systemu operacyjnego. Agnix jest jądrem dość rozbudowanym, pisanym bardzo starannie, idealnym do rozpoczęcia prawdziwej nauki architektury systemów operacyjnych. Dodatkowo Agnix jest małym i szybkim jądrem, dlatego polecam wykorzystywanie go w zastosowaniach przemysłowych, wbudowanych oraz wszędzie tam, gdzie potrzebny jest mały i stabilny system operacyjny

Jak mogę pobrać Agnixa?

Jeżeli chcesz pobrać źródła bądź obrazy Agnixa idź do sekcji download bądź wykorzystaj jeden z serwerów lustrzanych Sourceforge

Subskrypcja

Jeżeli chcesz być powiadomiony o nowych wersjach Agnixa, idź do sekcji subskrypcja

Cechy Agnixa

Agnix jest pisany w języku assembler i C, z dużą przewagą tego drugiego. Główną cechą Agnixa jest czysty i przemyślany kod, którego analiza może dostarczyć wiele cennych informacji podczas nauki budowy systemów operacyjnych.

Wszystkie podsystemy i moduły zostały przeze mnie zaprojektowane i napisane od początku, ale jądro nie jest jeszcze w pełni ukończone. W chwili obecnej Agnix wspiera następujące elementy (pełna lista u dołu strony):

• Pamięc: 32-bitowy tryb chroniony, wsparcie dla stronicowania
  
• Pamięc wirtualna: obsługa algorytmów (binarnego i bliźniaków) przydziału pamięci
  
• Zarządzanie zadaniami: wielowątkowość, zadania przełączane sprzętowo, szeregowanie round-robin
  
• Synchronizacja: blokady pętlowe i semafory
  
• Obsługa przerwań: szybka obsługa przerwań przez wątek fastirq
  
• Zegary: zegary RT, zegar systemowy o częstotliwości 100Hz
  
• Obsługa sieci: protokoły ethernet, ARP, IP oraz wsparcie dla routingu IP
  
• Interfejs sterowników: własny interfejs sterowników nazwany ADI (Agnix Driver Interface)
  
• Sterowniki: chipy 8254, 8259, RTC, DMA, szyna PCI, wsparcie dla karty sieciowej RTL-8029(AS)
  
• Zarządzanie energią: wsparcie dla APM
  
• Wsparcie dla magistral: pełne wsparcie dla szyny PCI, urządzeń PCI oraz routingu przerwań PCI
  
• Terminale: wsparcie dla przełączanych terminali
  
• Struktury danych: hashing z adresowaniem otwartym, listy, kolejki
  

W przyszłosci

• Pełne wsparcie dla uruchamiania programów skompilowanych dla Linuxa (shell, binutils, X server etc)
  
• Pełne wsparcie dla stosu sieciowego
  
• Więcej sterowników urządzeń
  
• Więcej dokumentacji!
  

Po co zacząłem pisać Agnixa?

Dobre pytanie :) Niektórzy powiedzą, że jestem wariat, bo zacząłem pisanie od początku jądra systemu operacyjnego, a wokół jest wiele świetnych Open-Source'owych systemów takich jak Linux. Ale ja myśle, że warto było, bo przynajmniej gruntownie utrwaliłem sobie wiedzę z zakresu architektury IA32, architektury systemów UNIX'owych, systemów mikroprocesorowych, sterowników urządzeń, protokołów sieciowych, stosu sieciowego (i wiele innych rzeczy) i w tej chwili mam pełną satysfakcję, gdyż to jądro od początku pisałem sam.

Główne cele

Głównym celem projektu jest dostarczenie pełnego sieciowego jądra systemu operacyjnego, zgodnego z jądrem Linuxa na poziomie wywołań systemowych. Zgodność z jądrem Linuxa jest bardzo ważna, ponieważ Agnix ma umożliwiać uruchamianie programów skompilowanych dla jądra Linuxa - jest to podstawa tego projektu

Status projektu

Projekt jest jeszcze wczesny, na napisanie czeka jeszcze wiele modułów. Kompletność poszczególnych elementów jądra przedstawia poniższa tabelka:

Podsystem przydziału pamięci
Algorytm binarny	Ukończony
Algorytm bliźniaków	Ukończony
Alokator płytkowy	Nie zaczęty
Obsługa wyjątku błędu strony	Zaczęty
Kopiowanie przy zapisie	Nie zaczęty
Stronicowanie za żądanie	Nie zaczęty
Testy pamięci	Ukończony

Podsystem zarządzania zadaniami
fork()	Ukończony
Sprzętowe przełączanie zadań	Ukończony
Procesy jądra	Ukończony
Procesy użytkownika	Nie zaczęty
Wątek idle	Ukończony
Usypianie wątków	Ukończony
Budzenie wątków	Ukończony
Kolejki oczekiwań	Ukończony
Szeregowanie round-robin	Ukończony

Podsystem IPC (System V)
Pamięć współdzielona	Nie zaczęty
Semafory	Nie zaczęty
Kolejki komunikatów	Nie zaczęty

Warstwa zależna od architektury (i386)
Inicjalizacja zegara	Ukończony
Inicjalizacja przerwań	Ukończony
Inicjalizacja pułapek	Ukończony
Inicjalizacja stronicowania	Ukończony
Wsparcie dla 4MB stron	Ukończony
Mapowanie pamięci pod 0xc0000000	Ukończony
Identyfikacja typu procesora	Ukończony
Identyfikacja możliwości procesora	Ukończony
Obliczanie szybkości procesora	Ukończony
Wsparcie dla TSC	Ukończony
Wsparcie dla MSR	Nie zaczęty
Wsparcie dla MTRR	Nie zaczęty
Wsparcie dla PMC	Nie zaczęty
do_machine_reboot()	Ukończony
do_machine_powerdown()	Ukończony
do_machine_halt()	Ukończony
Wsparcie dla APM	Ukończony
Wsparcie dla SMBios	Zaczęty
Obługa przerwań w wątkach	Ukończony

Podsystem sterowników
Interfejs driverów	Ukończony
Zarządzanie sterownikami znakowymi	Ukończony
Zarządzanie sterownikami blokowymi	Zaczęty
Zarządzanie sterownikami sieciowymi	Ukończony
Sterownik konsoli tekstowej	Ukończony
Sterownik klawiatury	Ukończony
Sterownik układu 8254	Ukończony
Sterownik układu 8259a	Ukończony
Sterownik RTC	Ukończony
Sterownik DMA	Ukończony
Sterownik i387	Nie zaczęty
Sterownik szyny PCI	Ukończony w 90% (brakuje skanowania podrzędnych szyn)
Sterownik karty RTL 8029(AS)	Ukończony
Sterownik stacji dyskietek	Zaczęty

Podsystem stosu sieciowego
Zarządzanie warstwą 2 stosu sieciowego	Ukończony
Zarządzanie warstwą 3 stosu sieciowego	Zaczęty
Protokół ethernet	Ukończony
Protokół ARP	Ukończony
Protokół IP	Zaczęty
Routing IP	Nie zaczęty
Protokół TCP	Nie zaczęty
Protokół UDP	Nie zaczęty
Protokół ICMP	Nie zaczęty
Interfejs gniazdek	Nie zaczęty

Systemy plików
Obsługa VFS	Nie zaczęty
Obsługa RamFS	Nie zaczęty
Obsługa EXT2	Nie zaczęty
Obsługa FAT	Nie zaczęty

Zegary
sleep_timeout()	Ukończony
Zegary jednorazowe	Ukończony
Zegary periodyczne	Ukończony

Struktury danych
Interfejs dla hashingu	Ukończony
Hashing z adresowaniem otwartym	Ukończony
Interfejs kolejek	Ukończony
Kolejki FIFO i LIFO	Ukończony
Listy	Ukończony

Inne podsystemy
Zarządzanie licznikami	Ukończony
Zarządzanie zasobami systemowymi	Ukończony

Jak widać, jądro nie jest jeszcze skończone, ale to chyba dobrze, przynajmniej jest co do roboty :) W wersji 0.0.4 dodałem obsługę pseudoFS, zalążka systemu VFS. Dodałem także konsolę za pomocą której można monitorować oraz konfigurować jądro oraz oglądać statystyki itp. W tej fazie projektu jest to dosyć potrzebne, ale w przyszłości będzie to zlikwidowane, a konfiguracja wszelkich parametrów jądra (adresów interfejsów, routingu, filtra pakietów) będzie się odbywała za pomocą wywołań systemowych z poziomu użytkownika, jak ma to miejsce w jądrze Linuksa.

Dokumentacja

Dokumentacja projektu jest bardzo ważną jego częścią, jeżeli przyjmiemy, że w projekcie będą uczestniczyły inne osoby. Jednak niekiedy brakuje czasu aby pisać kompletny manual do projektu. No a jak sie nie ma czasu, to należy sobie radzić w inny sposób, dl atego dokumentację dla developerów kodu Agnixa w większości postanowiłem wygenerować programem Doxygen. Umie on wydzielić struktury kodu z plików źródłowych i wygenerowac dokumentację online w HTML'u oraz manuale offline w Latex'ie. Może on także automatycznie znaleźć zależności pomiędzy poszczególnymi modułami kodu w postaci grafów zależności, diagramów dziedziczenia (w przypadku klas) oraz diagramów współpracy. Doxygen jest pisany przez Dimitri van Heesch

Pomoc

Na napisanie czekają moduły oznaczone na czerwono. Moduły ukończone, także mogą być poprawiane i rozwijane. Także jeżeli chciałbyś pomóc w rozwoju jądra Agnixa to zgłoś się jak najszybciej do mnie na adres dembol@nasa.com.pl i opowiedz mi co chciałbyś rozwinąć lub napisać, albo jeszcze lepiej, dopisz coś i się od razu pochwal :). Jestem otwarty na każdą propozycję i współpracę.

Testy

Agnix był i jest testowany na emulatorach QEMU, Bochs i VMware oraz na rzeczywistych maszynach. Jednakże korzystam przede wszystkim z emulatorów, gdyż pisanie jądra wymaga częstego resetowania a bez emulatorów byłoby to naprawde bardzo czasochłonne

Licencja

Agnix jest rozprowadzany na licencji GNU i jest projektem Open-Source.

Wsparcie projektu

Zachęcam wszystkich do wspierania projektu. Jeżeli chciałbyś to uczynić, to proszę zwróć się na adres dembol@nasa.com.pl

Specjalne podziekowania dla

• Tomka Orlowskiego
  
• Marcina Wieczorka