Sophon

Sophon - kernel pi raspberry di karat

Modular eksperimental -kernel ditulis dengan karat.

Nama "Sophon" berasal dari novel masalah tiga tubuh .

Memulai

Persiapan

1. Pasang Rustup.
2. qemu-system-aarch64 (opsional gdb-multiarch atau lldb untuk debugging).
3. Untuk debugging: LLVM Tools ( lldb , llvm-objcopy dan llvm-objdump )
4. Pengaturan VScode: Pasang ekstensi Rust-Analyzer.

Jalankan di QEMU

$ cargo dev run 

Jalankan di Raspberry Pi 4B

Siapkan UEFI dan USB yang dapat di -boot (sekali)

1. Siapkan drive USB dengan firmware UEFI.
2. Colokkan USB ke Raspberry Pi Anda dan sambungkan ke monitor HDMI (atau menggunakan UART0).
3. Mulai menu Raspberry Pi dan Goto Uefi.
4. Arahkan ke Device Manager → Raspberry Pi Configuration → Advanced Settings dan Aktifkan ACPI + Device tree

Instal kernel

1. cd boot/uefi
2. make deploy boot=/path/to/your/usb/directory
3. Colokkan USB ke Raspberry Pi Anda dan sambungkan kabel serial ke port UART0 dengan benar.
4. Gunakan screen untuk terhubung ke perangkat serial
   • misalnya screen /dev/tty.usbserial 115200 .
5. Mulai Raspberry Pi

Desain

Rencana saat ini adalah:

Jadikan kernel sesederhana dan sekecil mungkin. Alih-alih mengikuti pendekatan mikro-kernel yang menempatkan setiap komponen kernel sebagai proses pengguna yang terisolasi, Sophon mencoba memperlakukan komponen sebagai modul kernel. Ini diharapkan memiliki kinerja yang lebih tinggi daripada mikro-kernel karena tidak adanya sakelar konteks dan overhead yang lewat pesan.

Todo

Boot

• Buat boot kernel di aarch64 qemu (uefi)
• Buat boot kernel pada raspberry pi 4b (uefi) yang asli
• Mengatur El1 Virtual Memory
• Memuat kernel sebagai elf yang dapat dipindahkan
• Mulai kernel di level pengecualian 1
• Boot jaringan UEFI
• Dukungan U-Boot

Inti

• Inisialisasi driver berdasarkan pohon perangkat
• Dukungan penangan interupsi dasar
• Alokasi tumpukan kernel
• Timer menyela
• Sakelar Penjadwalan / Konteks
• Dukungan Syscalls
• Log Syscall (output ke UART , untuk debugging proses pengguna)
• Modul kernel
• Syscall yang ditentukan modul ( panggilan modul )
• Modul vfs dan root-fs
• Modul manajemen memori; mmap dan munmap syscalls
• Modul Sistem File seperti FAT32
• Modul manajemen proses
• Proses dan multi-threading
• Antarmuka driver berdasarkan modul
• Dukungan SMP

Ruang pengguna

• Perangkap dan menangani pengecualian stack-overflow yang benar
• Luncurkan proses init dalam mode istimewa
• Luncurkan proses init dalam mode pengguna
• Tty
• UPDATE/RELEASE REFACTED PAGES SETELAH PROSES EXIT
• Port GCC/LIBC/RUSTC

Arsitektur

• Aarch64
• X86_64
• X86
• ARMV6-M (RTOS)

Yang lain

• Tes unit / integrasi
• Integrasi Berkelanjutan (Berdasarkan Tindakan GitHub)

Referensi

1. Raspberry Pi Bare Bones Rust - Osdev
2. Antarmuka properti kotak surat
3. Tutorial raspberry pi 3 logam telanjang
4. Tutorial Bare Metal Raspberry Pi 3 (Rust)
5. Dokumen Perangkat Keras Raspberry Pi
6. Belajar OS Dev Menggunakan Linux Kernel & Raspberry Pi
7. Dokumentasi ARM Quad-A7 (untuk konfigurasi timer)
8. Circle - A C ++ Bare Metal Programming Env untuk RPI
9. Panicos - Sistem operasi x86 sederhana dengan ruang pengguna grafis