GravityOS

Sıfırdan yazılmış 64-bit (x86_64) işletim sistemi. Limine ile boot eder, grafik modda masaüstü çizer ve pencere içinde çalışan bir kabuk (gsh) sunar.

   ______                 _ __        ____  _____
  / ____/_______ __   __ (_) /___  __/ __ \/ ___/
 / / __/ ___/ _ \\ \ / // / __/ / / / / / /\__ \
/ /_/ / /  /  __/ \ V // / /_/ /_/ / /_/ /___/ /
\____/_/   \___/  \_//_/\__/\__, /\____//____/
                           /____/

Mimari

Bileşen	Durum
Mimari	x86_64 (Long Mode)
Bootloader	Limine (BIOS + UEFI, ISO'dan)
Diller	C (Zig'in clang'i ile derlenir) + NASM
Kernel	Monolitik, higher-half (0xFFFFFFFF80000000)
Ekran	Limine framebuffer, 1024x768x32
Konsol	Framebuffer üzerinde 8x8 bitmap font (drivers/fbcon.c)
Çokluişlem	Preemptive round-robin, PIT IRQ0 (100 Hz)

Kernel SSE/MMX olmadan derlenir (-mno-sse -mno-mmx -mno-avx -mno-80387). FPU/SSE durumu kurulmadığı için derleyici bu komutları üretirse kernel boot sırasında çöker.

Derleme ve Çalıştırma (Windows)

WSL veya cross-compiler gerekmez. Betik NASM, Zig ve Limine'ı ilk çalıştırmada kendisi indirir.

.\build.ps1                  # derle + gravityos.iso üret
.\build.ps1 -Run             # derle + QEMU'da başlat
.\build.ps1 -Run -Headless   # penceresiz, seri çıktı konsola

PowerShell 5.1'de komutları && ile değil ; ile zincirle.

Otomatik boot testi — penceresiz çalıştırır, seri çıktıyı ve ekran görüntüsünü kaydeder:

.\scripts\qemu_test.ps1 -Seconds 10 -Keys "help`nmem`n"

Çıktılar: build\serial.log ve build\screen.png.

Üretilen gravityos.iso VMware, VirtualBox veya QEMU'da CD/DVD olarak boot edilir.

Gereksinimler

• Windows PowerShell 5.1+
• Python 3 (Limine indirme ve ekran görüntüsü dönüşümü için)
• QEMU (test için): winget install SoftwareFreedomConservancy.QEMU
• cdrtfe/ altındaki mkisofs (depoda mevcut)

Proje Yapısı

gravityos/
├── kernel/         # kmain, PMM, VMM, heap, scheduler, syscall, ELF loader
├── cpu/            # IDT, ISR/IRQ stub'ları, port I/O
├── drivers/        # serial, timer, keyboard, mouse, framebuffer, fbcon, PCI, fat32
├── gui/            # masaüstü ve pencere çizimi
├── lib/            # string, stdio (kprintf)
├── shell/          # gsh — komut satırı
├── userland/       # ring 3'te çalışan kullanıcı programları (ayrı derlenir)
├── scripts/        # qemu_test.ps1, make_disk.py, diskfiles/
├── attic/          # kullanım dışı eski kod ve arşiv (build'e dahil değil)
├── build.ps1       # build sistemi
├── limine.conf     # bootloader yapılandırması
└── linker.ld       # kernel linker script

Shell Komutları

Komut	Açıklama
help	Komut listesi
clear	Ekranı temizle
echo <msg>	Mesaj yazdır
ls	Diskteki dosyaları listele
cat <dosya>	Dosya içeriğini yazdır
run <dosya.elf>	Diskten ELF yükleyip ring 3'te çalıştır
disk	Disk bilgisi ve sektör dökümü
fetch	Logolu sistem özeti (fastfetch tarzı)
usermode	Ring 3'te test programı çalıştır
mem	Fiziksel bellek kullanımı
uptime	Sistem çalışma süresi
gravity	GravityOS bilgisi
reboot	Sistemi yeniden başlat
halt	CPU'yu durdur

Durum

Çalışanlar:

• Limine ile BIOS/UEFI boot, higher-half kernel

• Framebuffer sürücüsü + kaydırmalı metin konsolu

• Seri port (hata ayıklama çıktısı)

• IDT + ISR + IRQ, exception'larda register dökümü

• PIT timer (100 Hz), PCI taraması

• PS/2 klavye ve fare — ikisi aynı tamponu paylaşıyor, sürücüler birbirinin baytını yutmuyor (status bit 5 ile ayrım)

• Fare imleci — altındaki pikselleri saklayıp geri koyuyor, iz bırakmıyor

• Physical Memory Manager (bitmap, ilk 1 MB rezerve)

• Virtual Memory Manager (4 seviyeli sayfa tabloları, HHDM)

• Kernel heap — serbest liste, blok birleştirme, çalışan kfree

• Preemptive scheduler — masaüstü saati ayrı süreçte dönüyor

• Masaüstü + pencere + görev çubuğu

• gsh kabuğu pencere içinde, klavyeden komut alıyor

• Kendi GDT + TSS — user segmentleri ve ring 0 stack'i (cpu/gdt.c)

• Ring 3 (user mode) — usermode komutu test programını kullanıcı modunda çalıştırıyor, kernel'e yalnızca syscall ile ulaşabiliyor

• syscall/sysret girişi — write ve exit çalışıyor (cpu/syscall_entry.asm, kernel/syscall.c)

• ATA PIO disk sürücüsü (drivers/ata.c)

• FAT32 salt okunur — ls, cat çalışıyor (drivers/fat32.c)

• Diskten ELF64 yükleyip ring 3'te çalıştırma (run hello.elf)

• userland/ — kernel'den bağımsız derlenen kullanıcı programları

Henüz yok:

• Süreç başına ayrı adres alanı (şu an tüm süreçler aynı PML4'ü paylaşıyor)
• Pencere yöneticisi: taşıma, odak, çoklu pencere, fare tıklaması

Sıradaki adım: FAT32'ye yazma desteği, süreç başına ayrı adres alanı ve gerçek bir pencere yöneticisi.

Kendi programını yazmak

userland/ altına bir .asm dosyası koy; build.ps1 onu ELF olarak derleyip disk imajına atar. Sonra GravityOS içinde:

run senin_program.elf

Kullanılabilir syscall'lar: write (rax=1), exit (rax=60), brk (rax=12). Çağrı düzeni Linux x86_64 ile aynı: numara rax, argümanlar rdi, rsi, rdx.

Bilinen sınırlar

• PMM bitmap'i 512 MB ile sınırlı; fazlası kullanılmaz (boot'ta uyarı basar).
• kmalloc/kfree kilitsiz; scheduler kesme bağlamında kfree çağırıyor. Tek çekirdekte sorun yok, ring 3 gelmeden önce kilit gerekecek.
• Tek tampon (double buffering yok): imleç metnin üstündeyken o bölgeye yazı basılırsa küçük iz kalabilir.
• attic/ içindekiler derlenmiyor: eski 2 aşamalı bootloader, VGA text sürücüsü, Win32/PE yükleyici, sahte terminal uygulaması, eski Makefile ve debug scriptleri.

Lisans

MIT — serbestçe kullanabilir, değiştirebilir ve dağıtabilirsiniz. Tek şart telif bildiriminin korunmasıdır.