zCore

基于 zircon 并提供 Linux 兼容性的操作系统内核。

原版README

Reimplement Zircon microkernel in safe Rust as a userspace program!

• zCore设计架构概述
• 支持bare-metal模式的Zircon & Linux
• 支持libos模式的Zircon & Linux
• 支持的图形应用程序等更多指导请查看原版README文档。

启动内核

cargo qemu --arch riscv64

这个命令会使用 qemu-system-riscv64 启动 zCore。

默认的文件系统中将包含 busybox 应用程序和 musl-libc 链接器。它们是用自动下载的 musl-libc RISC-V 交叉编译工具链编译的。

目录

• 启动内核
• 项目构建
  • 构建命令
  • 命令参考
• 平台支持
  • Qemu/virt
  • 全志/哪吒
  • 赛昉/星光
  • 晶视/cr1825

项目构建

项目构建采用 xtask 模式，常用操作被封装成 cargo 命令。

另外，还通过 Makefile 提供 make 调用，以兼容一些旧脚本。

目前已测试的开发环境包括 Ubuntu20.04、Ubuntu22.04 和 Debian11，Ubuntu22.04 不能正确编译 x86_64 的 libc 测试。若不需要烧写到物理硬件，使用 WSL2 或其他虚拟机的操作与真机并无不同之处。

构建命令

命令的基本格式为 cargo <command> [--args [value]]，这实际上是 cargo run --package xtask --release -- <command> [--args [value]] 的简写。command 被传递给 xtask 应用程序，解析并执行。

许多命令的效果受到仓库环境的影响，也会影响仓库的环境。为了使用方便，如果一个命令依赖于另一个命令的效果，它们被设计为递归的。命令的递归关系图如下，对于它们的详细解释在下一节：

NOTICE 建议使用等宽字体

┌────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐
| update-all | | check-style | | zircon-init |
└────────────┘ └─────────────┘ └─────────────┘
┌─────┐ ┌──────┐  ┌─────┐  ┌─────────────┐ ┌─────────────────┐
| asm | | qemu |─→| bin |  | linux-libos | | libos-libc-test |
└─────┘ └──────┘  └─────┘  └─────────────┘ └─────────────────┘
                     |            └───┐┌─────┘   ┌───────────┐
                     ↓                ↓↓      ┌──| libc-test |
                 ┌───────┐        ┌────────┐←─┘  └───────────┘
                 | image |───────→| rootfs |←─┐ ┌────────────┐
                 └───────┘        └────────┘  └─| other-test |
                 ┌────────┐           ↑         └────────────┘
                 | opencv |────→┌───────────┐
                 └────────┘  ┌─→| musl-libc |
                 ┌────────┐  |  └───────────┘
                 | ffmpeg |──┘
                 └────────┘
-------------------------------------------------------------------
图例：A 递归执行 B（A 依赖 B 的结果，执行 A 时自动先执行 B）
┌───┐  ┌───┐
| A |─→| B |
└───┘  └───┘

命令参考

如果下面的命令描述与行为不符，或怀疑此文档更新不及时，亦可直接查看内联文档。 如果发现 error: no such subcommand: ...，查看命令简写为哪些命令设置了别名。

NOTICE 内联文档也是中英双语

update-all

更新工具链、依赖和 git 子模块。

如果没有递归克隆子模块，可以使用这个命令克隆。

cargo update-all

check-style

静态检查。设置多种编译选项，检查代码能否编译。

cargo check-style

zircon-init

下载 zircon 模式所需的二进制文件。

cargo zircon-init

asm

反汇并保存编指定架构的内核。默认保存到 target/zcore.asm。

cargo asm -m virt-riscv64 -o z.asm

bin

生成内核 raw 镜像到指定位置。默认输出到 target/{arch}/release/zcore.bin。

cargo bin -m virt-riscv64 -o z.bin

qemu

在 Qemu 中启动 zCore。这需要 Qemu 已经安装好了。

cargo qemu --arch riscv64 --smp 4

支持将 qemu 连接到 gdb：

cargo qemu --arch riscv64 --smp 4 --gdb 1234

rootfs

重建 Linux rootfs。直接执行这个命令会清空已有的为此架构构造的 rootfs 目录，重建最小的 rootfs。

cargo rootfs --arch riscv64

musl-libs

将 musl 动态库拷贝到 rootfs 目录对应位置。

cargo musl-libs --arch riscv64

ffmpeg

将 ffmpeg 动态库拷贝到 rootfs 目录对应位置。

cargo ffmpeg --arch riscv64

opencv

将 opencv 动态库拷贝到 rootfs 目录对应位置。如果 ffmpeg 已经放好了，opencv 将会编译出包含 ffmepg 支持的版本。

cargo opencv --arch riscv64

libc-test

将 libc 测试集拷贝到 rootfs 目录对应位置。

cargo libc-test --arch riscv64

other-test

将其他测试集拷贝到 rootfs 目录对应位置。

cargo other-test --arch riscv64

image

从 rootfs 目录构建 Linux rootfs 镜像文件。

cargo image --arch riscv64

linux-libos

在 linux libos 模式下启动 zCore 并执行位于指定路径的应用程序。

NOTICE libos 模式只能执行单个应用程序，完成就会退出。

cargo linux-libos --args "/bin/busybox"

可以直接给应用程序传参数：

cargo linux-libos --args "/bin/busybox ls"

平台支持

Qemu/virt

直接使用命令启动，参见启动内核和 qemu 命令。

全志/哪吒

使用以下命令构造系统镜像：

cargo bin -m nezha -o z.bin

然后使用 rustsbi-d1 将镜像部署到 Flash 或 DRAM。

另: 可以查看README for D1 文档获知更多D1开发板有关的操作指导。

赛昉/星光

使用以下命令构造系统镜像：

cargo bin -m visionfive -o z.bin

然后根据此文档的详细说明通过 u-boot 网络启动系统。

晶视/cr1825

使用以下命令构造系统镜像：

cargo bin -m cr1825 -o z.bin

然后通过 u-boot 网络启动系统。

其他

• An English README
• 开发者注意事项（草案）
• 构建系统更新日志

lib.rs:

Hardware Abstraction Layer