Sophon

Sophon -Raspberry Pi 커널

실험용 모듈 식 커널.

"Sophon"이라는 이름은 소설 The 3-Body 문제 에서 비롯됩니다.

시작하기

준비

1. Rustup을 설치하십시오.
2. qemu-system-aarch64 (선택적으로 gdb-multiarch 또는 lldb 디버깅).
3. 디버깅 : LLVM 도구 ( lldb , llvm-objcopy 및 llvm-objdump )
4. VSCODE 설정 : Rust-Analyzer 확장자를 설치하십시오.

QEMU에서 실행하십시오

$ cargo dev run 

Raspberry Pi 4B에서 실행하십시오

UEFI 및 부팅 가능한 USB 준비 (한 번)

1. UEFI 펌웨어로 USB 드라이브를 준비하십시오.
2. USB를 Raspberry Pi에 연결하고 HDMI 모니터 (또는 UART0 사용)에 연결하십시오.
3. Raspberry Pi 및 Goto UEFI 설정 메뉴를 시작하십시오.
4. Device Manager 로 이동 → Raspberry Pi Configuration → Advanced Settings 및 ACPI + Device tree 활성화

커널을 설치하십시오

1. cd boot/uefi
2. make deploy boot=/path/to/your/usb/directory
3. USB를 Raspberry Pi에 연결하고 직렬 케이블을 UART0 포트에 올바르게 연결하십시오.
4. screen 사용하여 직렬 장치에 연결하십시오
   • 예를 들어 screen /dev/tty.usbserial 115200 .
5. 라즈베리 파이를 시작하십시오

설계

현재 계획은 다음과 같습니다.

커널을 최대한 단순하고 작게 만듭니다. Sophon은 각 커널 구성 요소를 격리 된 사용자 프로세스로 배치하는 마이크로 커널 접근 방식을 따르지 않고 구성 요소를 커널 모듈로 처리하려고합니다. 이것은 컨텍스트 스위치가없고 오버 헤드 전달 메시지가 없기 때문에 마이크로 커널보다 성능이 향상 될 것으로 예상됩니다.

TODO

신병

• Aarch64 QEMU (uefi)에서 커널 부팅을 만듭니다.
• 실제 Raspberry Pi 4B (UEFI)에서 커널 부팅을하십시오.
• EL1 가상 메모리 설정
• 커널을 재배치 가능한 엘프로로드하십시오
• 예외 레벨 1에서 커널을 시작하십시오
• UEFI 네트워크 부츠
• U-Boot 지원

핵심

• 장치 트리를 기반으로 드라이버를 초기화합니다
• 기본 인터럽트 핸들러 지원
• 커널 힙 할당
• 타이머 인터럽트
• 일정 / 컨텍스트 스위치
• SYSCALLS 지원
• Log syscall (사용자 프로세스 디버깅을 위해 UART 로의 출력)
• 커널 모듈
• 모듈 정의 된 syscalls ( 모듈 호출 )
• VFS 모듈 및 루트 -F
• 메모리 관리 모듈; mmap 및 munmap SYSCALLS
• FAT32와 같은 파일 시스템 모듈
• 프로세스 관리 모듈
• 프로세스 및 멀티 스레딩
• 모듈을 기반으로 한 드라이버 인터페이스
• SMP 지원

사용자 공간

• 스택 오버 플로우 예외를 올바르게 트랩하고 처리합니다
• 권한이있는 모드에서 시작 프로세스를 시작하십시오
• 사용자 모드에서 Init Process를 시작합니다
• TTY
• 프로세스 종료 후 Ref-Counted Pages를 업데이트/릴리스합니다
• 포트 gcc/libc/rustc

아키텍처

• Aarch64
• x86_64
• x86
• ARMV6-M (RTO)

기타

• 단위 / 통합 테스트
• 지속적인 통합 (GitHub 동작 기반)

참조

1. Raspberry Pi Bare Bones Rust -Osdev
2. 사서함 속성 인터페이스
3. Bare Metal Raspberry Pi 3 튜토리얼
4. Bare Metal Raspberry Pi 3 튜토리얼 (Rust)
5. 라즈베리 파이 하드웨어 문서
6. Linux Kernel & Raspberry Pi를 사용한 OS Dev 학습
7. ARM Quad-A7 문서 (타이머 구성 용)
8. Circle -RPI 용 C ++ 베어 메탈 프로그래밍 env
9. Panicos- 그래픽 사용자 공간이있는 간단한 x86 운영 체제