项目整体介绍

背景和历史

RustOS起源于清华大学操作系统课（2018春）的大实验。立项初衷是使用Rust语言移植ucore_os_lab，并利用Rust语言特性进行SMP多核优化。

同时进行的还有另外两个Rust小组，目标分别是实现LKM（内核可加载模块）及面向ARM的移植（基于CS140e）。考虑到OS的高耦合性，三组开发独立进行，目前尚未合并。

经过前期调研，我们选定《Writing an OS in Rust》系列博客作为起点，它包含一个简单的x86_64内核，支持中断，并封装好了页表。

我们发扬革命乐观主义精神制定了开发计划，之后发现（近乎从零开始）重写OS的工作量远超预期。经过约两个月的爆肝，我们仅完成了大部分ucore_os_lab的移植工作，多核支持完全没有开始。

在接下来的计算机系统综合实验课（2018夏）上，我们又将RustOS移植到RISCV32I平台，并在我们自己造的FPGA CPU上正常运行。感谢张蔚和石振兴的工作，他们留下了丰富的文档，使得移植工作只用了两周。

转眼到了操作系统专题训练课（2018秋），接下来的历史将由大家共同书写！

目标和哲学

以下言论均为作者个人观点，欢迎读者共同探讨改进。

兼容原版uCore

大量用户程序，直接拿来用。

逻辑上独立的部分，尽量分离成模块

目前内核中三大模块：内存管理、进程管理、文件系统，都已经作为独立的crate存在。致力于让使用者：实现底层支持，享用高层功能。

有现成的轮子，绝不自己造

借助Rust强大的包管理系统，我们可以方便地复用别人的代码。目前OS的如下功能，均由外部库完成：x86_64和riscv底层支持，堆分配算法，ELF解析，自旋锁，日志……

已做的事 和 要填的坑

• 模块化内存管理，进程管理

• 支持rv32

• 重构x86_64 boot流程，使用bootloader和bootimage

• !! 进程和文件系统的接合（目前ls等程序尚未实现）

• !! xv6 x86_64 用户程序测试

• ! 内核可加载模块的合并

• ! 按OS lab顺序进行拆分

• ! 多核的启动：rv32，x86_64

• ! 多核支持和优化（参考sv6）

• rv64支持（依赖于Rust for RV64编译器）

• 无MMU支持（如RISCV M-Mode）

• 网络驱动

• 跟踪分析工具

相关链接和参考资料

• OS大实验项目Wiki（仅内部访问）

• 计算机系统综合实验项目Wiki（仅内部访问）

• Writing an OS in Rust：从头开始用Rust写x86_64内核，非常详尽的教程，强烈建议阅读。

• rust-osdev：GitHub组织，由上述博客作者牵头维护。提供诸多用Rust编写OS所需的函数库和工具链。

• CS140e：Stanford开设的实验性OS课程，使用Rust编写OS并在树莓派3上运行。

• Redox：完成度最高的Rust OS，支持GUI。