diff --git a/docs/MidPresentation.md b/docs/MidPresentation.md new file mode 100644 index 0000000..9b75dda --- /dev/null +++ b/docs/MidPresentation.md @@ -0,0 +1,173 @@ +# OS中期报告——RustOS for x86_64 SMP + +2018.04.12 + +王润基 朱书聪 + +--- + +## 选题概述 + +* 将ucore用Rust重写,使之更加安全和模块化。 +* 参考sv6进行SMP优化,使用Commuter进行测试。 + +--- + +### Why Rust? + +* 系统级编程语言 +* 安全内存管理模型,保证线程安全 +* 支持不安全的底层操作,能和C语言方便交互 +* 零开销抽象,拥有现代语言特性 + +——适合编写OS!适合处理并发问题! + +--- + +## 已经完成的调研工作 + +* Rust for RISCV +* RustOS +* 待移植/参考OS +* Rust与编写OS相关的平台特性 + +--- + +### Rust for RISCV + +* RISCV-Rust-Toolchain: + * Docker:tarcieri/riscv-rust-toolchain + * 与之配合的开发环境:riscv-crates + * 目前无法编译,还在开发中 + +鉴于这套工具链刚刚诞生,非常不稳定,坑太多,因此我们不再考虑移植到RISCV。 + +--- + +### RustOS + +* 《Writing an OS in Rust》& blog_os: + * 从零开始写RustOS的教程,平台x86_64 + * 目前实现了Boot,页式内存管理,中断管理 + * 已经读完了全部文章,能够在本机和Docker中编译运行 +* Redox: + * 完成度最高的RustOS,微内核架构,平台x86_64 + * 有GUI,有自己的FS,有用户程序开发环境 + * 正在阅读kernel代码,已经在Docker中完成编译 + +--- + +### 待移植/参考OS + +* xv6:ucore的起源项目,非常精简,但支持SMP。用来理解OS的整体运行机制。 +* xv6 x86_64:对比与xv6的不同,参考其x86_64的实现。 +* ucore_os_lab:待移植的主体。 +* ucore_plus:参考其x86_64的实现。 +* sv6:参考其多核优化的实现。 + +--- + +### Rust与编写OS相关的平台特性 + +#### 库: +* 标准库std ×,核心库core √ +* core提供了最基础的语言特性支持,字符串格式化输出等基础函数,只需指定全局内存分配器,即可享用Vec/Box等大量内置数据结构 +#### 内联汇编: +* 格式类似C语言 +* x86(_64)已经有封装好的库,无需手动编写 + +--- + +#### Rust-C互操作: + * C语言绑定: + * bindgen工具:自动生成C模块的Rust接口 + * 直接导入符号 + * C对Rust的绑定: + * 通过简单的`extern "C"`+`no_mangle`即可完成 + * C直接生成Rust:Corrode + * 在macOS上尝试构建失败 + * Port C to Rust 经验谈: + * https://github.com/carols10cents/rust-out-your-c-talk + +--- + +* 测试: + * `cargo test`单元测试,`cargo bench`性能测试 + * 由于OS运行在qemu环境中,因此无法使用这个测试框架 + * 但已经在Travis上配置了集成测试(类似ucore) + * 可以把不依赖OS环境的模块提取成crate,就可以测试了 +* 坑: + * 除了经常过不了编译以外,还没遇到大坑。 + * Rust大法好。 + +--- + +## 已经完成的编码工作 + +* 准备开发环境 + + 根据对RustOS的调研情况,我们计划直接在blog_os的基础上进行开发。目前已经配置好了本地环境,Docker,Travis。 + +* 熟悉Rust语言和生态特性 + + 实现了C语言绑定,在线集成测试。 + + 已经完成了一些OS底层驱动的移植(VGA,Serial,ACPI)。 + +--- + +![](./WX20180412-194650@2x.png) + +--- + +## 接下来需要做的工作 + +### 综述 + +blog_os只实现了页式内存管理和中断,提供了一个RustOS的基础框架。在此基础上,针对ucore的每个lab,还需补全以下内容: + +* **lab1:** + + * 修改虚拟地址的映射,使之与ucore匹配。 + * 补全底层驱动(键盘、串口、APIC),重点是能产生时钟中断。 + * 这部分大都是直接操作内存,可以直接链接C代码,以尽快跑起来,之后再用Rust重写。 + +--- + +* lab2/3:内存管理 + + * 物理内存分配器目前只分配不回收,需要完善 + * 页式内存管理没有实现替换机制,需要实现 + + *注:由于只是要完善,不影响后面的工作* + +* **lab4/5/6:进程管理** + + * 进程管理和调度需要重新设计、整体移植 + +* lab7:同步互斥 + + * 基本的同步机制Rust标准库已经提供 + +* **lab8:文件系统** + + * 对底层依赖不大,可以独立出去完成(参考Redox的FS) + +支持SMP主要依赖进程管理模块,文件系统部分委托合作小组完成。 + +--- + +### 分工 + +* 王润基:主要负责前期ucore移植 +* 朱书聪:主要负责后期SMP优化 + +--- + +### 计划 + +* Week7:完成底层硬件的移植,能跑lab1 +* Week8:完善物理/虚拟内存管理,能跑lab2/3 +* Week9:移植内核线程、用户进程、调度,能跑lab4/5/6 +* Week10:支持SMP,配置Commuter生成代码 +* Week11-13:SMP优化 \ No newline at end of file diff --git a/docs/MidPresentation.pdf b/docs/MidPresentation.pdf new file mode 100644 index 0000000..cdd8908 Binary files /dev/null and b/docs/MidPresentation.pdf differ