Lyx OS – Erste Schritte

Diese Seite zeigt, wie man Lyx OS baut, in QEMU startet und ein erstes Ring-3-Programm schreibt. Voraussetzung sind Grundkenntnisse in der Lyx-Sprache und einer Linux-Kommandozeile.

→ Übersicht · Architektur · Anwendungen entwickeln

1. Voraussetzungen

Alle benötigten Tools müssen im PATH verfügbar sein: 

# Debian / Ubuntu
sudo apt install nasm qemu-system-x86 ovmf gdisk dosfstools mtools

# Compiler (muss bereits installiert sein)
lyxc --version   # erwartet: lyxc version 0.9.3B

Tool Zweck
nasm UEFI-Bootloader aus boot.asm assemblieren
qemu-system-x86_64 LyxOS in einer virtuellen Maschine starten
ovmf UEFI-Firmware für QEMU (OVMF_CODE.fd + OVMF_VARS.fd)
sgdisk (gdisk) GPT-Partitionstabelle auf dem Disk-Image anlegen
mformat, mmd, mcopy (mtools) FAT32-Partition befüllen
lyxc Lyx-Kernel und Ring-3-Programme kompilieren

2. Repository einrichten

git clone https://github.com/lyxos/lyx-os.git   # oder eigenes Verzeichnis
cd lyx-os

Das Repository hat folgende Struktur: 

lyx-os/
├── bootloader/          ← NASM-Bootloader (boot.asm), build.sh, run.sh
├── kernel/              ← Kernel-Module in Lyx (.lyx / .lyu)
├── shell/               ← Ring-3-Shell (shell.lyx)
├── examples/            ← Beispielprogramme für LyxOS
└── doku/                ← Interne Spezifikationen (syscalls.md, fahrplan.md)

3. Kernel und Disk-Image bauen

bash bootloader/build.sh

Das Skript führt vier Schritte aus:

  1. Assembliert BOOTX64.EFI aus bootloader/boot.asm (NASM, PE32+-Format)
  2. Kompiliert alle Kernel-Module zu .lyu-Units und linkt kernel.elf
  3. Erstellt ein 128-MB-Disk-Image (lyx_boot.img) mit GPT-Partitionstabelle und FAT32-EFI-Partition
  4. Kopiert BOOTX64.EFI nach /EFI/BOOT/ und kernel.elf in die Partition

Erwartete Ausgabe (gekürzt): 

[1/4] Assembling bootloader...
      BOOTX64.EFI  10240 bytes
[2/4] Compiling kernel...
      kernel.elf   98304 bytes
[3/4] Building bootable disk image...
[4/4] Staging ESP directory...

Build complete.
  Disk image : bootloader/lyx_boot.img
Boot with:  bash bootloader/run.sh

4. Lyx OS starten

bash bootloader/run.sh

QEMU startet mit 256 MB RAM, KVM-Beschleunigung und OVMF-Firmware. Kernel-Ausgaben erscheinen direkt im Terminal (COM1 → stdio).

Optionen

bash bootloader/run.sh --headless    # kein Grafikfenster (nur serielle Ausgabe)
bash bootloader/run.sh --no-kvm      # Software-Emulation ohne KVM (langsamerer, aber überall nutzbar)

Erwartete Ausgabe

Lyx OS v0.1 - Kernel running
PMM: init... free pages: 65432
VMM: identity map + CR3 load... CR3=0x200000 OK
Exceptions: IDT loaded (256 gates)
SMP: 4 CPUs detected, APs started
ATA: disk ready
FAT32: init OK
VFS: mounted
Keyboard: ready

Lyx Shell v0.1 - Ring-3 active
Exit.

Debug-Ausgaben werden zusätzlich nach /tmp/lyx_debugcon.txt geschrieben.

5. Erstes eigenes Programm

Ring-3-Programme werden mit lyxc –target=lyxos kompiliert. Das Target löst alle Standard-Builtins (PrintLn, mmap usw.) auf LyxOS-Syscalls auf — keine libc-Abhängigkeit.

Erstelle hello.lyx: 

fn main(): int64 {
    PrintLn("Hallo von Ring-3!");
    return 0;
}

Kompilieren: 

lyxc --target=lyxos hello.lyx -o hello.elf

Das Binary hello.elf ist ein ELF64-Executable das direkt auf LyxOS läuft. Es verwendet ausschließlich den sys_write- und sys_exit-Syscall — kein Userspace-Linking gegen Bibliotheken.

 
Hinweis: Die Shell in M4 startet hello.elf noch nicht automatisch. Das vollständige Programm-Laden aus dem Dateisystem ist Teil von M5. Für jetzt: das Binary in kernel.elf integrieren und beim Systemstart aufrufen.

Direkter Syscall aus Lyx

Wer Syscalls direkt nutzen möchte, ohne Builtins: 

// Syscall-Nummern als Konstanten
con SYS_WRITE: int64 := 0x0203;
con FD_STDOUT: int64 := 1;

fn WriteLn(msg: pchar) {
    // sys_write(fd, buf, len)  →  rax=Fehler, rdx=bytes
    var msg_len: int64 := StrLen(msg);
    // Lyx --target=lyxos mappt sys_write auf das native syscall-Gate
    var err: int64 := 0;
    var written: int64 := 0;
    // Inline-Syscall via Compiler-Builtin (verfügbar ab M5):
    // (err, written) := syscall(SYS_WRITE, FD_STDOUT, msg, msg_len);
}

→ Vollständige Syscall-Referenz: Syscall-ABI v1.0

6. Debugging

Serielle Ausgabe

PrintLn und PrintStr aus Kernel- und Ring-3-Code erscheinen beide auf COM1 → Terminal. Kein separates Debug-Interface nötig.

Debug-Konsole

PrintStr an einen speziellen Debug-Port schreibt nach /tmp/lyx_debugcon.txt: 

tail -f /tmp/lyx_debugcon.txt

QEMU Monitor

Im laufenden QEMU: Ctrl-Alt-2 wechselt in den QEMU-Monitor. Nützliche Befehle: 

info mem          # aktueller Page-Table-Dump
info registers    # CPU-Registerstand
x/10i $pc         # Disassembly ab aktuellem Instruction Pointer

Letzte Aktualisierung: 2026-06-09