StitchOS

for Kendtyre K210 by csu_Gstalker,csu_Phosphorus15

使用rust语言开发，基于risc-v的分时多任务系统

环境配置

Linux

安装rust开发环境，并配置riscv交叉编译环境

curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh
rustup install nightly
rustup default nightly
rustup target add riscv64gc-unknown-none-elf
cargo install cargo-binutils --vers ~0.2
rustup component add llvm-tools-preview
rustup component add rust-src

编译方法

首先将板子的UART口连接到主机上。然后执行下列指令

git clone https://github.com/Gstalker/OScomp-Kernel.git
cd OScomp-kernel
make all

上述指令会在项目根目录下生成一个名为k210.bin的文件。该文件即为系统固件，使用kflash.py刷入开发板即可。

python3 -m pip install kflash
kflash -D dan ./k210.bin

此时，可以使用串口数据读取应用，如screen，MobaXterm等查看板子的运行情况。

你也可以在项目根目录下使用指令make run，在固件刷写完毕后立即接入板子。

文件结构

虽然目前本系统处于不稳定开发阶段，但目录结构已经本稳定。

本文档将展示本项目的文件结构，以方便后来者继续开发本项目

参阅src.md

内核功能进度记录

内存管理

内核态内存管理已全部完成。

逻辑分段式进程内存空间管理（见memsection.rs）
基于SV39机制的物理页管理（见pagedirectory.rs）
ELF LOADER

trap与syscall接口

已完成上下文切换和syscall调用接口。

任务调度

分时多任务系统的任务管理基本完成

基于TaskControlBlock(TCB)的进程管理
基于时间片和中断机制的进程执行调度
内核栈，pid，fd表等进程信息
暂停，运行，僵死三大进程状态

文件系统

完成FAT32磁盘驱动程序
完成文件描述符，并重载STDIN和STDOUT

系统调用

已完成的系统调用见见下述代码

pub fn syscall(syscall_id: usize, args: [usize; 3]) -> isize {
    match syscall_id {
        SYSCALL_READ => sys_read(args[0], args[1] as *mut u8, args[2]),
        SYSCALL_WRITE => sys_write(args[0], args[1] as *const u8, args[2]),
        SYSCALL_EXIT => sys_exit(args[0] as i32),
        SYSCALL_YIELD => sys_yield(),
        SYSCALL_GET_TIME => sys_get_time(),
        SYSCALL_GETPID => sys_getpid(),
        SYSCALL_FORK => sys_fork(),
        SYSCALL_EXEC => sys_exec(args[0] as *const u8),
        SYSCALL_BRK => sys_brk(args[0]),
        SYSCALL_WAITPID => sys_waitpid(args[0] as isize, args[1] as *mut i32),
        SYSCALL_GETPPID => sys_getppid(),
        SYSCALL_UNAME => sys_uname(args[0] as *mut utsname),
        SYSCALL_DUP => sys_dup(args[0]),
        SYSCALL_DUP3 => sys_dup3(args[0], args[1], args[2]),
        SYSCALL_OPEN => sys_open(args[0] as *const u8, args[1] as u32),
        SYSCALL_CLOSE => sys_close(args[0]),
        SYSCALL_GETCWD => getcwd(args[0] as *mut u8, args[1] as u32),
        SYSCALL_CHDIR => chdir(args[0] as *const u8),
        SYSCALL_MKDIR => sys_mkdir(args[0] as *const u8, args[1] as u32),
        _ => panic!("Unsupported syscall_id: {}", syscall_id),
    }
}

未来工作计划

进程间通信

基于文件描述符的PIPE系统调用

shell内核化

将shell程序连接进内核，以应对没有sdcard情况下的系统运行

完善文件系统

目前文件系统处于不稳定状态，需要进一步完善以配合用户态程序

批量测试syscall

syscall需要更多的测试用例以证明其健壮性

Gstalker/OSKernel2021-StitchOS