Sophon

Sophon - un noyau Pi Raspberry à Rust

Un kernel modulaire expérimental écrit en rouille.

Le nom "Sophon" vient du roman The Three-Body Problem .

Commencer

Préparation

1. Installez la rustup.
2. qemu-system-aarch64 (éventuellement gdb-multiarch ou lldb pour le débogage).
3. Pour le débogage: LLVM Tools ( lldb , llvm-objcopy et llvm-objdump )
4. Configuration VScode: Installez l'extension Rust-Analyzer.

Courir sur Qemu

$ cargo dev run 

Courir sur un Raspberry Pi 4B

Préparer l'UEFI et USB bootable (une fois)

1. Préparez un lecteur USB avec le firmware UEFI.
2. Branchez l'USB à votre Raspberry Pi et connectez-vous à un moniteur HDMI (ou en utilisant UART0).
3. Démarrez le menu Rendatberry Pi et Goto UEFI.
4. Accédez au Device Manager → Raspberry Pi Configuration → Advanced Settings et activez ACPI + Device tree

Installer le noyau

1. cd boot/uefi
2. make deploy boot=/path/to/your/usb/directory
3. Branchez l'USB à votre Raspberry Pi et connectez correctement un câble série aux ports UART0.
4. Utilisez screen pour se connecter au périphérique série
   • EG screen /dev/tty.usbserial 115200 .
5. Démarrer Raspberry Pi

Conception

Le plan actuel est:

Rendre le noyau aussi simple et petit que possible. Au lieu de suivre l'approche micro-nage qui place chaque composant du noyau comme un processus utilisateur isolé, Sophon essaie de traiter les composants comme des modules de noyau. Cela devrait avoir des performances plus élevées que les micro-noyaux en raison de l'absence de commutateurs de contexte et des frais généraux de passage de messages.

FAIRE

Botte

• Faites le démarrage du noyau sur Aarch64 Qemu (UEFI)
• Faites le démarrage du noyau sur un vrai Raspberry Pi 4B (UEFI)
• Configuration de la mémoire virtuelle EL1
• Charge du noyau comme elfe relocable
• Démarrer le noyau au niveau d'exception 1
• Boot réseau UEFI
• Support U-Boot

Noyau

• Initialiser les pilotes en fonction d'une arborescence d'appareil
• Prise en charge des gestionnaires d'interruption de base
• Attribution du tas de noyau
• Interruptions de la minuterie
• Interrupteur de planification / contexte
• Support des systèmes
• Log Syscall (sortie vers UART , pour le débogage du processus utilisateur)
• Modules de noyau
• SYSCALLS DÉFINÉS DÉFINÉS ( appels de module )
• Module VFS et Root-FS
• Module de gestion de la mémoire; Syscaux mmap et munmap
• Modules de système de fichiers comme FAT32
• Module de gestion des processus
• Processus et multi-threading
• Interface du pilote basé sur les modules
• Support SMP

Espace utilisateur

• Exception correctement piégeant et manipulez une exception de dépassement de pile
• Lancez le processus d'initial en mode privilégié
• Lancez le processus d'initial en mode utilisateur
• Tty
• Mettre à jour / publier des pages à comptation à la réflexion après la sortie du processus
• Port GCC / LIBC / RUSTC

Architectures

• AARCH64
• X86_64
• X86
• ARMV6-M (RTOS)

Autres

• Tests d'unité / d'intégration
• Intégration continue (basée sur les actions GitHub)

Références

1. Rust Rust Bare Bones - Osdev
2. Interface de la propriété de la boîte aux lettres
3. Tutoriels de framboise Pi 3 à métal nu
4. Tutoriels de framboise PI 3 à métal nu (rouille)
5. Documents matériels Raspberry Pi
6. Apprentissage OS Dev à l'aide du noyau Linux et Raspberry Pi
7. Documentation ARM Quad-A7 (pour la configuration de la minuterie)
8. Circle - une programmation C ++ Bare Metal Env pour RPI
9. PANICOS - Un système d'exploitation simple x86 avec espace utilisateur graphique