Mac + Dockerで「ゼロからのOS自作入門」の環境構築を実装します．
Mac + Dockerでの環境構築
Docker ではじめる "ゼロからのOS自作入門"に従い，VS Code Remote Container(devcontainer)を使用します．
VS Code Remote ContainerはVS code上でDockerのコンテナを使用する機能です．
仕組みとしては，環境と実行はDockerで，動作確認はローカルのXQuartzに表示させて実行します．
XQuartz
ここでは，DockerとVS Codeのインストールは省略します．
以下のコマンドでXQuartzのインストールを実行します．
XQuartzは「/アプリケーション/ユーティリティ」ディレクトリにあるXQuartzをダブルクリックして起動します．
# XQuartzのインストール
brew install xquartzXQuartzが起動すると下記のようなターミナルが表示されます．表示されない場合は，上部メニューの「アプリケーション -> ターミナル」で表示できます．
!(/image/xquartz.png)
XQuartzのターミナル上で，下記のコードを実行したら準備OKです．
xhost + 127.0.0.1VS Code devcontaine
ローカルのターミナルで以下コマンドを実行し，VS Codeが立ち上げます．
# 環境構築用のgit
git clone https://github.com/karaage0703/mikanos-devcontainer
# ディレクトリ移動
cd mikanos-devcontainer
# VSCodeで実行
code .そして，VS Codeの左下の緑マークを押し，コマンドパレットでOpen Folder in Container...を選択します.
!(/image/VS_Code1.png)
しばらく待つと，以下のようなダイアログが表示されるのでmikanos-devcontainerが選ばれていることを確認してOpenをクリックしますと，環境構築が一気に済みます．
!(/image/VS_Code2.png)
環境構築の確認(Hello World)
ここからは，VS Code上でのターミナルで実行します．
!(/image/VS_Code3.png)
edk2の環境設定
「ゼロからのOS自作入門」の筆者のgitから，コードをもろもろクローンします．
# mikanosのgitをclone
cd /workspaces/mikanos-devcontainer/
git clone https://github.com/uchan-nos/mikanos.git
OS_DIR=/workspaces/mikanos-devcontainer/mikanosそして，以下のコードでedk2の環境設定を実施します．
# edk2のディレクトリに移動
cd ~/edk2
# mikanosのパッケージを追加
ln -s $HOME/workspace/mikanos/MikanLoaderPkg ./
# 環境変数設定用のスクリプト
source edksetup.sh
# 設定内容情報を作業ディレクトリにコピー
cp Conf/target.txt /workspaces/mikanos-devcontainer/target.txtHello World
環境構築確認のために，Hello Worldのコードを本の解説を見ながら自作するのは重たい作業なので，あらかじめクローンされているuchan-nos/mikanos-buildを使用します．ディレクトリの場所は~/osbookです．
ここからのコードの実行は，意味を調べずに機械的に実行します．(あくまでの環境構築の確認が目的なので)
最初は，イメージを作ってFATでフォーマットします．
cd ~/osbook/day01/bin
qemu-img create -f raw disk.img 200M
mkfs.fat -n 'MIKAN OS' -s 2 -f 2 -R 32 -F 32 disk.imgイメージをマウントして，バイナリファイル（hello.efi）を書き込んで，アンマウントします．
mkdir -p mnt
sudo mount -o loop disk.img mnt
sudo mkdir -p mnt/EFI/BOOT
sudo cp hello.efi mnt/EFI/BOOT/BOOTX64.EFI
sudo umount mntバイナリファイルを書き込んだイメージをQEMUで読み込み起動します．(XQuartzに表示される)
qemu-system-x86_64 -drive if=pflash,format=raw,file=$HOME/osbook/devenv/OVMF_CODE.fd -drive if=pflash,format=raw,file=$HOME/osbook/devenv/OVMF_VARS.fd -drive file=disk.img,format=raw,index=0,media=disk!(/image/xquartz_hello.png)
まとめ
Mac + Dockerで「ゼロからのOS自作入門」の環境構築を実装しました．
「ゼロからのOS自作入門」を進めていく上で，弊害が出た場合は逐次修正します．
参考サイト
おまけ(用語の確認)
EDKⅡ
EDKⅡはUEFI BIOS自体の開発にも，UEFI BIOS上で動くアプリケーションの開発にも使うことができる開発キット
引用元:[「ゼロからのOS自作入門」p48]
UEFI(Unified Extensible Firmware Interface) or UEFI BIOS
UEFIとは、一言で言うと「最近のPCやサーバーに入っている、新しくて高機能なファームウェア(及びそのインターフェースの仕様)」です。
体感では、2世代目Core iシリーズのCPU以降が入っているマシンには、このUEFIが従来のBIOS(以降、BIOSと表記)の代わりに、または選択可能な状態で入っているように感じています。
引用元:gnu-efiでUEFI遊びをはじめよう
BIOS(Basic Input / Output System)
BIOSは「Basic Input/Output System」の略で、CPUやメモリ、キーボード、マウスなどPCの大半の機能を制御しています。PCを起動したとき最初に作動するのがBIOSで、OSやソフトウェアとの橋渡しをする役割を担っています。
引用元:BIOSとUEFIの違いについて詳しく解説！次世代のレガシーBIOSとは？
UEFI BIOSと従来のBIOSの違いについて
- 2 TB以上のドライブを処理できます。それに対して、古いレガシーBIOSは大容量のストレージドライブを処理できませんでした。
- GUIDパーティションテーブルで4つ以上のプライマリパーティションが作成可能です。
- BIOSより起動プロセスが高速です。UEFIの最適化により、システムの起動がより速くなる可能性があります。安全な起動をサポートしています。つまり、オペレーティングシステムの有効性の検証によって、起動プロセスを改ざんするマルウェアがないことを確認できます。
- UEFIファームウェア自体のネットワーク機能をサポートして、リモートトラブルシューティングとUEFI構成に役立ちます。
- グラフィカルユーザーインターフェイスはシンプルで、レガシーBIOSよりも豊富なセットアップメニューがあります。
引用元:UEFIとBIOS、どっちがいい？
より詳細に:現代における自作OSの難しさ 〜自作OSのいまと昔 [第2回]