Sophon

Sophon- Rust的Raspberry Pi內核

用鏽蝕寫的實驗模塊內核。

“ Sophon”這個名字來自小說《三體問題》 。

入門

準備

1. 安裝Rustup。
2. qemu-system-aarch64 （可選為調試的gdb-multiarch或lldb ）。
3. 用於調試：LLVM工具（ lldb ， llvm-objcopy和llvm-objdump ）
4. VSCODE設置：安裝Rust-Analyzer擴展程序。

在Qemu上運行

$ cargo dev run 

在覆盆子PI 4B上運行

準備UEFI和可啟動USB（一次）

1. 使用UEFI固件準備USB驅動器。
2. 將USB插入您的Raspberry Pi並連接到HDMI顯示器（或使用UART0）。
3. 啟動Raspberry Pi和Goto uefi設置菜單。
4. 導航到Device Manager → Raspberry Pi Configuration → Advanced Settings並啟用ACPI + Device tree

安裝內核

1. cd boot/uefi
2. make deploy boot=/path/to/your/usb/directory
3. 將USB插入您的Raspberry Pi，然後將串行電纜正確連接到UART0端口。
4. 使用screen連接到串行設備
   • 例如screen /dev/tty.usbserial 115200 。
5. 啟動Raspberry Pi

設計

當前計劃是：

使內核盡可能簡單而小。 Sophon沒有遵循將每個內核組件作為孤立的用戶流程作為孤立的用戶過程的微分方法，而是試圖將組件視為內核模塊。由於缺乏上下文開關和傳遞開銷的消息，預計該性能將比微主內數高。

托多

引導

• 在AARCH64 QEMU（UEFI）上製作內核啟動
• 在真正的Raspberry Pi 4B（UEFI）上製作內核啟動
• 設置EL1虛擬內存
• 加載內核作為可重新定位的精靈
• 在例外級別1啟動內核
• UEFI網絡引導
• U-Boot支持

核心

• 根據設備樹初始化驅動程序
• 基本的中斷處理程序支持
• 內核分配
• 計時器中斷
• 調度 /上下文開關
• SYSCALLS支持
• Log syscall（輸出到UART ，用於用戶進程調試）
• 內核模塊
• 模塊定義的syscalls（模塊調用）
• VFS模塊和root-fs
• 內存管理模塊； mmap和munmap SYSCALLS
• FAT32的文件系統模塊
• 過程管理模塊
• 過程和多線程
• 基於模塊的驅動程序界面
• SMP支持

用戶空間

• 正確捕獲並處理堆棧跨流異常
• 在特權模式下啟動初始化過程
• 在用戶模式下啟動初始過程
• TTY
• 流程退出後更新/發布涉及計數頁面
• 港口GCC/LIBC/RUSTC

體系結構

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

其他的

• 單位 /集成測試
• 連續集成（基於GitHub動作）

參考

1. 覆盆子pi裸骨銹 - 奧斯德夫
2. 郵箱屬性接口
3. 裸金屬覆盆子PI 3教程
4. 裸金屬覆盆子PI 3教程（Rust）
5. Raspberry Pi硬件文檔
6. 使用Linux內核和Raspberry Pi學習OS DEV
7. ARM QUAD-A7文檔（用於計時器配置）
8. 圓圈 - RPI的C ++裸機編程環境
9. PANICOS-具有圖形用戶空間的簡單X86操作系統