Sophon

Софон - ядро ​​малины пи в ржавчине

Экспериментальный модульный -кнел, написанный в ржавчине.

Название «Софон» происходит от романа «Проблема с тремя телами» .

Начиная

Подготовка

1. Установите Rustup.
2. qemu-system-aarch64 (необязательно gdb-multiarch или lldb для отладки).
3. Для отладки: инструменты LLVM ( lldb , llvm-objcopy и llvm-objdump )
4. Настройка VSCODE: установите расширение Rust-Analyzer.

Беги на Qemu

$ cargo dev run 

Беги на Raspberry Pi 4b

Подготовьте UEFI и загрузочный USB (один раз)

1. Подготовьте USB -диск с прошивкой UEFI.
2. Подключите USB к вашему Raspberry Pi и подключитесь к монитору HDMI (или с помощью UART0).
3. Начните меню настройки Raspberry Pi и Goto Uefi.
4. Перейдите к Device Manager → Raspberry Pi Configuration → Advanced Settings и включить ACPI + Device tree

Установите ядро

1. cd boot/uefi
2. make deploy boot=/path/to/your/usb/directory
3. Подключите USB к Raspberry Pi и правильно подключите последовательный кабель к портам UART0.
4. Используйте screen для подключения к последовательному устройству
   • Например screen /dev/tty.usbserial 115200 .
5. Начните Raspberry Pi

Дизайн

Текущий план:

Сделайте ядро ​​как можно более простым и маленьким. Вместо того, чтобы следить за подходом микрокнеля, который ставит каждый компонент ядра в качестве изолированного пользовательского процесса, Софон пытается рассматривать компоненты как модули ядра. Ожидается, что это будет иметь более высокую производительность, чем микрокнеры из-за отсутствия контекстов и передачи сообщений.

Тодо

Ботинок

• Сделайте загрузку ядра на Aarch64 Qemu (UEFI)
• Сделайте ботинок ядра на настоящей Raspberry Pi 4B (UEFI)
• Настройка виртуальной памяти EL1
• Загружать ядро ​​как перемещаемый эльф
• Запустить ядро ​​на уровне исключения 1
• UEFI Network Boot
• Поддержка U-Boot

Ядро

• Инициализировать драйверы на основе дерева устройства
• Основная поддержка обработчиков прерываний
• Распределение кучи ядра
• Таймер прерывает
• Планирование / переключатель контекста
• Поддержка Syscalls
• Log Syscall (вывод в UART , для отладки пользовательского процесса)
• Модули ядра
• Определенные модулем Syscalls ( модульные вызовы )
• VFS-модуль и root-fs
• Модуль управления памятью; mmap и munmap Syscalls
• Модули файловой системы, такие как FAT32
• Модуль управления процессами
• Процесс и многопоточное
• Интерфейс драйвера на основе модулей
• SMP поддержка

Пользовательский пространство

• Правильно улавливайте и обрабатывает исключение стека-переполнения
• Запуск процесса инициировать в привилегированном режиме
• Запустить процесс инициации в режиме пользователя
• Тк
• Обновление/выпуск страниц, связанных с ссылкой, после выхода процесса
• Порт GCC/libc/rustc

Архитектуры

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

Другие

• Единица / интеграционные тесты
• Непрерывная интеграция (на основе действий GitHub)

Ссылки

1. Raspberry Pi Bare Bones Rust - Osdev
2. Интерфейс свойств почтового ящика
3. Bare Metal Raspberry Pi 3
4. Голый металлический Raspberry Pi 3 Учебники (ржавчина)
5. Аппаратные документы Raspberry Pi
6. Learning OS Dev с использованием ядра Linux и Raspberry Pi
7. Документация ARM Quad-A7 (для конфигурации таймера)
8. Circle - A C ++ Bare Metal Programming Env для RPI
9. Panicos - простая операционная система x86 с графическим пространством пользователя