Learn to write an embedded OS in Rust
APACHE-2.0 License
该系列教程适用于 ARM64 位ARMv8-A 架构的业余操作系统开发者。该教程会从零开始,一步步地指导你如何开发一个功能健全的 嵌入式操作系统的内核。包含了实现一般操作系统的任务,例如开发串口控制台,设置虚拟内存和处理硬件异常。 同时利用 Rust 的特性来提供系统的安全和速度。
祝你玩得开心!
带上我最诚挚的问候,Andre (@andre-richter)
tl;dr
章节外还有非常详细、具体的介绍。长期计划是所有的教程都会有详细的文字说明。但是目前只有那些我认为教程的tl;dr
和diff
还不够详细的章节会详细说明。QEMU
上。UART
来观察输出结果。make doc
命令利用网页的优势来浏览代码。make doc
的输出本教程主要是面向Linux发行版的。理论上,文中大部分内容在其他类Unix系统诸如macOS也能正常工作,但请注意,只是理论上。
(仅限Linux) 确保您的用户帐户在 docker group 中。
准备Rust工具链。其中大部分将在首次使用时通过rust-toolchain.toml文件进行处理。我们要做的是:
如果你已经安装了一个版本的Rust:
cargo install cargo-binutils rustfilt
如果你想要全新安装:
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
source $HOME/.cargo/env
cargo install cargo-binutils rustfilt
如果你使用 Visual Studio Code
,我强烈推荐你安装Rust Analyzer 扩展。
(仅限macOS) 安装一些Ruby
gems。
这是作者最后一次在macOS Monterey
上用Ruby 3.0.2
版本进行测试。如果您正在使用rbenv
,那么相应的.ruby-version
文件已经就位。
如果你从未听说过rbenv
,请尝试使用这个指南。
在存储库根文件夹中运行此操作:
bundle config set --local path '.vendor/bundle'
bundle config set --local without 'development'
bundle install
这个系列的教程会着重关注用户体验的友好性。因此,我尽量消除嵌入式开发中的最大痛点:Toolchain hassle
。
Rust内置的交叉编译支持在这方面帮了我们大忙。我们只需要使用rustup
安装目标工具链就可以在x86
宿主机上交叉编译支持树莓派的目标文件。然而,除了Rust编译器,我们还需要更多的工具。例如:
Rust本身在这方面已经起到了很大的作用,因为它内置了对交叉编译的支持。从x86
宿主机到树莓派的AArch64
架构的交叉编译所需的一切都将由rustup
自动安装。然而,除了Rust编译器,我们还将使用更多的工具。例如:
QEMU
。Minipush
的自制工具,可以通过UART
将内核加载到树莓派上。OpenOCD
和GDB
。在你的宿主机上安装/编译正确版本的上述工具很可能会遇到很多麻烦。举个例子,你的发行版也许并不会提供我们需要的最新版本的软件包。又或者你在编译这些工具时会遇到一些很难处理的依赖问题。
这也是为什么我们要尽可能使用Docker的原因。我们提供了一个已经预装了所有需要的工具及依赖的容器,当需要的时候它就会被自动拉取。如果你想要了解更多有关Docker和这个容器的细节,请查看本仓库下的docker 文件夹。
由于教程中开发的内核是在真实的硬件上运行的,因此强烈建议您使用 USB 串行调试线来进行试验。连接调试线后,树莓派需要通过额外电源供电。
CP2102
芯片。GND
和GPIO引脚14/15
,如下所示。chainloader
,。UART
按需引导期间加载教程内核。这个教程最初是由Zoltan Baldaszti的项目衍生出来的,感谢它给我开了一个头。
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