OrionisOS 是一个从零开始构建的 64 位操作系统，运行在 x86_64 架构上，并使用 Limine 作为其引导加载程序。这个项目不仅仅是一个操作系统，它更是一次深入探索计算机底层原理的实践之旅，涵盖了从 CPU 引导、内存管理到硬件驱动和用户交互界面的方方面面。

在 OrionisOS 中，我们注重模块化设计，将不同功能（如 CPU 控制、设备驱动、内存管理、命令行解释器）分离到独立的模块中，以实现代码的清晰和可维护性。

OrionisOS 已经具备了作为现代操作系统核心的诸多功能，以下是当前版本已实现的亮点：

Limine 引导：通过 Limine 引导加载程序启动内核，并接收来自其的引导信息。

64 位长模式运行：内核在 x86_64 架构的 64 位长模式下运行，充分利用现代处理器的能力。

自定义 stivale_header：符合 stivale 引导协议的内核头部，与 Limine 完美握手。

精确的链接器脚本：严格控制内核在内存中的布局和虚拟地址映射。

GDT (全局描述符表) 初始化：接管 CPU 的分段机制，为未来的内存保护和用户模式奠定基础。

IDT (中断描述符表) 初始化：设置中断向量表，能够捕获并响应各种 CPU 异常。

PIT (可编程间隔计时器) 支持：配置系统时钟中断，赋予内核“时间”的概念。

PIC (可编程中断控制器) 重映射：将硬件中断重映射到安全的向量范围，避免与 CPU 异常冲突。

全面启用中断 (STI)：系统准备好接收并处理来自硬件的所有中断信号。

Framebuffer 图形模式：直接操作帧缓冲显存，在图形模式下进行像素级绘制。

自定义 9x16 像素字体：提供清晰且美观的文本渲染效果。

多色文本输出：支持 32 位 RGB 颜色，输出多彩的日志和命令行信息。

平滑的屏幕滚动：实现了基于高效 memcpy 的屏幕内容平滑滚动功能。

键盘驱动：通过中断捕获键盘事件，支持扫描码到 ASCII 的转换，处理 Shift、Caps Lock、Backspace、Enter 等按键。

PMM (物理内存管理器)：解析 Limine 提供的内存映射表，使用位图算法管理物理内存页的分配和释放。这是实现虚拟内存和动态内存分配的基础。

PCI 总线扫描：能够枚举并识别系统上连接的所有 PCI 设备。

Intel E1000 网卡识别与基础初始化：成功识别 QEMU 模拟的 E1000 网卡，读取其 MMIO 地址、MAC 地址，并设置发送/接收 DMA 环形缓冲区。

以太网帧发送：能够构建并发送原始的以太网帧，开启了与外部世界通信的大门。

模块化设计：Shell 逻辑被清晰地分离到独立的 command/ 模块，易于扩展和维护。

命令缓冲区管理：支持命令输入、回显和精确的退格操作。

丰富的内置命令：

help：显示所有可用命令的列表。

clear：清空屏幕内容，并重置光标到顶部。

echo <text>：将输入的文本回显到屏幕。

shutdown：关闭 QEMU 虚拟机。

meminfo：显示当前物理内存的使用情况（总量、已用、空闲，以 MiB/KiB 显示）。

cpuinfo：显示 CPU 制造商信息（通过 CPUID 指令获取）。

time：显示当前的系统时间（从 RTC 芯片读取）。

panic：主动触发一次内核恐慌，用于测试异常处理和调试。

version：显示内核和 Shell 的版本信息。

nettest：执行网络测试，尝试发送一个 ARP 请求。

lspci：查看目前所有的PCI设备。

reboot：重启系统。

调试模式：通过 debug / undebug 命令，动态开启/关闭命令解析的详细调试信息。

编程语言：C++17 (所有内核代码。胡说！在我看来全是C!) 和 NASM 汇编 (底层引导、GDT、IDT、CPUID、memcpy)。

架构：x86_64。

引导加载程序：Limine。

开发环境：Linux / macOS (需要 x86_64-elf-gcc 交叉编译工具链)。

虚拟机：QEMU。

构建系统：GNU Make。

外部工具：fdisk, mtools (用于操作 FAT32 镜像)。

1. x86_64-elf 交叉编译器：你需要安装一个针对 x86_64-elf 目标的 GCC 工具链。在 Linux 上，可以手动编译 GNU Toolchain for x86_64-elf，或使用像 limine-bootloader/limine 项目提供的 toolchain/make_toolchain.sh 脚本。
2. QEMU：安装 qemu-system-x86_64。
3. 其他工具：make, fdisk (或 parted), mtools (例如 mformat, mcopy)。

在 Debian/Ubuntu 上安装:

sudo apt update
sudo apt install build-essential qemu-system-x86 fdisk mtools parted
# 安装交叉编译器需要手动编译或查找预构建版本，也可以寻找预编译版本

在 Arch Linux 上安装:

sudo pacman -S base-devel qemu gptfdisk mtools parted yay
# 安装交叉编译器
sudo yay -S x86_64-elf-gcc x86_64-elf-binutils

在项目根目录下打开终端：

# 清理所有之前编译生成的文件
make clean

# 编译整个操作系统
# -j 参数会根据你的 CPU 核心数进行并行编译，加快速度
make -j

如果构建成功，你将在项目根目录下找到 kernel.elf (内核可执行文件) 和 disk.hdd (可引导的磁盘镜像)。

make run

这将在 QEMU 虚拟机中启动 OrionisOS。

当 OrionisOS 在 QEMU 中启动后，你将看到初始化信息，然后是 Shell 提示符 > 。 你可以尝试的命令参考上文命令行 (Shell)

OrionisOS 仍处于早期开发阶段，但已经具备了坚实的基础。未来的发展方向包括：

动态内存分配 (Heap Manager)：实现 kmalloc 和 kfree，支持任意大小的内存分配。

虚拟内存与分页 (Virtual Memory & Paging)：为每个进程提供独立的虚拟地址空间，实现内存保护。

多任务与进程调度：支持同时运行多个程序。

ELF 加载器：能够加载并执行磁盘上的用户程序。

文件系统增强：实现完整的 FAT32 读写支持，甚至探索 EXT2/EXT4。

更完善的设备驱动：硬盘驱动，USB 驱动，计时器增强 (HPET)。

网络协议栈：实现 ARP、IP、ICMP、UDP、TCP 等协议。

图形用户界面 (GUI)：在 Framebuffer 模式下绘制窗口、鼠标指针等。

移植：在闲得无聊的时候可以想象一下移植到 aarch64 上该有多难。

Limine Bootloader：感谢其强大的引导加载程序和提供的基础库。

OSDev Wiki：操作系统开发者的宝贵知识库。

Linux Kernel Developers：特别是 e1000 和 Virtio Ethernet驱动的开发者，他们的开源代码是学习和理解底层硬件交互的无价之宝。(有可能是我太废物，导致到现在都没研究明白E1000是如何接收 ARP 请求QAQ)

BruhOS：感谢其在 GDT 和启动流程方面提供的宝贵参考。

本项目采用 GPL 3.0 许可证。详见 LICENSE 文件。

Happy Hacking!