Sophon

Sophon- Rust的Raspberry Pi内核

用锈蚀写的实验模块内核。

“ Sophon”这个名字来自小说《三体问题》 。

入门

准备

1. 安装Rustup。
2. qemu-system-aarch64 （可选为调试的gdb-multiarch或lldb ）。
3. 用于调试：LLVM工具（ lldb ， llvm-objcopy和llvm-objdump ）
4. VSCODE设置：安装Rust-Analyzer扩展程序。

在Qemu上运行

$ cargo dev run 

在覆盆子PI 4B上运行

准备UEFI和可启动USB（一次）

1. 使用UEFI固件准备USB驱动器。
2. 将USB插入您的Raspberry Pi并连接到HDMI显示器（或使用UART0）。
3. 启动Raspberry Pi和Goto uefi设置菜单。
4. 导航到Device Manager → Raspberry Pi Configuration → Advanced Settings并启用ACPI + Device tree

安装内核

1. cd boot/uefi
2. make deploy boot=/path/to/your/usb/directory
3. 将USB插入您的Raspberry Pi，然后将串行电缆正确连接到UART0端口。
4. 使用screen连接到串行设备
   • 例如screen /dev/tty.usbserial 115200 。
5. 启动Raspberry Pi

设计

当前计划是：

使内核尽可能简单而小。 Sophon没有遵循将每个内核组件作为孤立的用户流程作为孤立的用户过程的微分方法，而是试图将组件视为内核模块。由于缺乏上下文开关和传递开销的消息，预计该性能将比微主内数高。

托多

引导

• 在AARCH64 QEMU（UEFI）上制作内核启动
• 在真正的Raspberry Pi 4B（UEFI）上制作内核启动
• 设置EL1虚拟内存
• 加载内核作为可重新定位的精灵
• 在例外级别1启动内核
• UEFI网络引导
• U-Boot支持

核心

• 根据设备树初始化驱动程序
• 基本的中断处理程序支持
• 内核分配
• 计时器中断
• 调度 /上下文开关
• SYSCALLS支持
• Log syscall（输出到UART ，用于用户进程调试）
• 内核模块
• 模块定义的syscalls（模块调用）
• VFS模块和root-fs
• 内存管理模块； mmap和munmap SYSCALLS
• FAT32的文件系统模块
• 过程管理模块
• 过程和多线程
• 基于模块的驱动程序界面
• SMP支持

用户空间

• 正确捕获并处理堆栈跨流异常
• 在特权模式下启动初始化过程
• 在用户模式下启动初始过程
• TTY
• 流程退出后更新/发布涉及计数页面
• 港口GCC/LIBC/RUSTC

体系结构

• aarch64
• x86_64
• x86
• ARMV6-M（RTOS）

其他的

• 单位 /集成测试
• 连续集成（基于GitHub动作）

参考

1. 覆盆子pi裸骨锈 - 奥斯德夫
2. 邮箱属性接口
3. 裸金属覆盆子PI 3教程
4. 裸金属覆盆子PI 3教程（Rust）
5. Raspberry Pi硬件文档
6. 使用Linux内核和Raspberry Pi学习OS DEV
7. ARM QUAD-A7文档（用于计时器配置）
8. 圆圈 - RPI的C ++裸机编程环境
9. PANICOS-具有图形用户空间的简单X86操作系统