В этой статье будет говорится о истории некого разработчика, который делает свою ОС на своём ядре.

Проект был сделан с целью сделать как можно стабильный, безопасный и достаточно быстрый (по отклику а не по гигагерцам) компьютер. Также я хочу сделать его портативным. Но не на столько что его нужно держать в руках ведь на столе будет сложнее писать и выполнять действия.

Ядро переписывалось 2 раза перед тем как начать делать системные сервисы (серверы) дисплея и клавиатуры.

Я достаточно уже вложился в проект.

Первый месяц

Первый месяц был началом разработкой.

Тогда всё было только "на бумажке" но конечных результатов не было.

Я думал о том, как будет всё выглядеть, что будет по hardware, как будет выглядеть software.

Концепт ядра был очень простым и плохим:

Всё строилось на кортежах:

(RUN, "my_file.py") #RUN = 2 по моему

Как объяснить... Ну тогда было всё на командах: прочитать файл - команда, запустить файл - команда. И так далее.

У меня остался исходник того ядра.

Вот держите:

from cmds import *
from os import *

class Kernel:
    def __init__(self):
        self.tasks = []
        self.task = []
        self.t_ind = 0
        
    def next_task(self):
        if self.tasks:
            if self.t_ind >= len(self.tasks):
                self.t_ind = 0
            else:
                self.t_ind += 1
            self.task = self.tasks[self.t_ind]
            self.run_task()
    
    def create_task(self, cmd, *args):
        self.tasks.append([cmd, args])
        self.t_ind += 1
        self.task = [cmd, args]
        self.run_task()
    
    def run_task(self):
        self.complete_cmd(self.task[0], list(self.task[1]))
    
    def complete_cmd(self, cmd, args):
        pass

Исходника на функцию complete_cmd не нашёл.

next_task была попыткой сделать кооперативную многозадачность (и это получилось!).

Хоть и было всё так плохо, но без этого ядра я бы не начал делать новое ядро.

Итог первого месяца: "Работает — не трогай"

Результат разработки можно описать одним словом — костыли. Система была максимально далека от моих целей по безопасности и стабильности.

• Никакой защиты: Хочешь стереть весь диск одной командой? Пожалуйста.

Безопасность отсутствовала, а любая ошибка в коде приводила к полному зависанию всего на свете. Но, несмотря на весь этот хаос, это был фундамент. Именно на обломках первого ядра я начал понимать, как выстроить настоящую архитектуру, которая не позволит пользователю (или программе) случайно "выстрелить себе в ногу".

Без этого опыта — кривого, небезопасного и местами наивного — я бы никогда не решился на полное переписывание системы и не пришел бы к созданию по-настоящему крутого ядра.

Второй месяц - уже лучше

В этот месяц я (как обычно) переписал базовую логику ядра за два вечера но дальше - только кровь, пот и слёзы.

В ноябре я уже определился какая будет клавиатура и какой будет экран.

Клавиатура - M5Stack Card KB 1.1.

Дисплей - сначала думал E-ink но он оказался медленным и нерабочим. Перешёл на TFT LCD.

В этот месяц я выложил первый исходник ядра на гитхаб (PearKernel) и продвигалось это ядро на удивление месяц (на удивление потому что у меня по жизни 7 пятниц на неделю).

Выкладывать исходник с гитхаба не буду.

Вот SyscallManager (управляет системными вызовами):

class SyscallManager:
    def __init__(self, kernel):
        self.calls = {}
        self.kernel = kernel
        
    def run_call(self, scid, *args, **kwargs):
        if scid in self.calls.keys():
            try:
                return self.calls[scid](*args, **kwargs)
            except Exception as err:
                logger.error(f"Error in syscall: {err}", name="SyscallManager")
                
    def reg_call(self, scid, func):
        self.calls[scid] = func

Логгер был тоже с нуля и он намного лучше чем сейчас.

Ну, это только часть кода. Я кстати могу специально выложить весь код прошлого ядра на гитхаб.

В этом ядре уже появилась изоляция но многозадачность появилась только в предпоследних версиях этого ядра.

По стабильности - не знаю, но она была.

Итог второго месяца

Появилась стабильность. Система перестала рассыпаться от каждого нажатия клавиши.

Ядро обрело имя, структуру системных вызовов и поддержку реального железа.

Это был огромный шаг вперед, но я чувствовал, что архитектура PearKernel начинает «душить» потенциал Pico W.

Предстоял последний, самый важный рывок.

Третий месяц - Pech и первый прототип

Какое то время после PearKernel я отдохнул (1-3 декабря примерно) но потом я взялся за разработку Pech. И так до 19 декабря... Только я, код, лаги, ошибки и ИИ помощник (нет, основную логику написал я).

Объяснять тут нечего. Ну вот к примеру процесс создания процесса в версии 2.0.0 БЕТА:

def create_proc(pef, server=False):
    valid = validate(pef)
    if valid[0:5] == 'error':
        return 0
    lexer = lex_pef(valid)
    parser = parse(lexer)
    if not type(parser) == dict:
        return 0
    header = parser['header']
    attrs = parser['attrs']
    pid = header['pid']
    if pid in procs:
        return 0
    procs[pid] = {'attrs': parser['attrs'], 'prio': header['prio'] if not server else 255, 'name': header['name'],
                  'code': parser['prog'], 'state': CLOSED, 'server': server, 'pipes': {}}

Проверяет валиден ли pef, делает его парсинг и если всё хорошо то создает процесс.

Почему так рано вышла 2.0.0? Ну блин, изначально формат написания PEF должен был быть в 1.0.0 но я не терпелив был в тот день и решил выложить без PEF.

Потом я начал писать под LCD1602 в качестве для прототипа.

В качестве клавиатуры для прототипа я использовал 4*4 мембрану.

Вот фотка:

1. "*" - курсор.

2. n[содержимое] = окно.

3. Q = выйти.

4. 1 и 2 в конце каждой строки - полка.

5. 1 и 2 в начале второй строки - док.

Всё предельно ясно.

К 24 января попытаюсь успеть сделать первую версию.

1 и 2 - это счётчики. Первый до 10, а второй до 8

Итог месяца.

Я довёл этот код до конца.

Не весь но прототип готов.

Надеюсь вам понравилось...

Итоги этих месяцев

Я получил очень большой опыт.

Теперь я понимаю "как надо" и "как не надо".

Также и результаты первые стали появляется.

Пока что всё примитивно, но обещаю что это станет намного лучше.

Итог статьи

Всё получается.

Всех с наступающим.

Жду конструктивной критики и идей!

Всем удачи!