crate-based&unikernel 方式构造定制操作系统内核

联系人

微信id：chyyuu ，limingth
email：yuchen AT tsinghua.edu.cn ，limingth AT gmail.com

欢迎感兴趣做下面题目（过程和结果开源）的朋友，联系我们，我们会定期组织自学习和讨论组件化内核设计与实现。

模块（已有&需要改进以便于OS组合）

文件系统

easyfs
fatfs

netstack

lose-net-stack 已经实现了 udp等
smoltcp

基础图形库

embedded-graphics (2D graphics library)

存储设备驱动

virtio-blk
nvme

网络设备驱动

virtio-net
e1000

人机交互设备驱动

virtio-input（键盘/鼠标）
virtio-gpu（图形显示）

硬件平台设备驱动

pci

OS或Hypervisor（已有&需要改进以便于OS组合）

rcore-tutorial-v3
rcore-tutorial-in-single-workspace
aceros
Rust-for-Linux
RVM

可选择的题目

改进组合已有crates

（入门）改进virtio-drivers crates，支持virtio协议的各种虚拟外设/功能模块
（入门）把新的crates组合入rcore-tutorial-v3 或 rcore-tutorial-in-single-workspace
（中级）把已有crate组合入新的OS中，如aceros
（高级）把已有crate组合入新的OS中，如Rust-for-Linux

文件系统类题目

（中级）log xv6fs文件系统
（高级）ext2文件系统

网络类题目

lose-net-stack 已经实现了 udp等，可以对 lose-net-stack 进行扩展
（中级）添加 lose-net-stack tcp 支持
（高级）添加 lose-net-stack ipv6 支持
（中级）添加 lose-net-stack icmp 支持

或者基于 lose-net-stack 编写相关的用例.（也可以使用 smoltcp）

（中级）基于 lose-net-stack 的 dns client(udp 协议)
（中级）基于 lose-net-stack 的 ntp client(udp 协议网络时间协议，可以通过网络同步操作系统时间，可以补全很多个人编写的 os 时间不准或者不支持的问题。)

UI类题目

基于 virtio-gpu 在rcore-tutorial等

（中级）利用字库显示文字(unicode)
- bmp 文件的解析和显示
- ico 文件的解析和显示
- jpg 文件的解析和显示
- png 文件的解析和显示
（高级）在有对图片的和字库的支持下，可以再结合 virtio-input 实现鼠标的移动和键盘输入的显示。

设备驱动类题目

（初级）支持virtio协议的各种虚拟外设/功能模块
（中级）各种Qemu中模拟设备的驱动程序crate

操作系统类题目

（初级）扩展/改进rcore-tutorial-v3，支持各种内核crates
（初级）扩展/改进rcore-tutorial-in-single-workspace，支持各种内核crates
（中级）扩展arceos等，形成unikernel形态，支持Linux系统调用和Linux应用程序。
（高级）设计实现TPU/GPU/APU driver crate on rcore-tutorial..Rust for Linux,可运行在RISC-V or ARM开发板上
（高级）扩展 Rust for Linux，更好地支持跨OS的内核相关crates
（高级）扩展 Rust for Linux on RISC-V 32/64
（高级）扩展RVM，支持可调度/多核支持的Hypervisor，可运行在ARM上
（高级）移植各种OS/Hypervisor在x86-64\RISC-V64/AARCH64\LoongArch上

与arceos相关的题目

目前比较简单的

线程调度算法
内存分配算法（优化现有的buddy system）
同步互斥机制（支持线程的阻塞机制：即有等待队列的条件变量或信号量）
移植到ARM上

中高等难度

文件系统（高性能嵌入式实时日志文件系统，可参考xv6fs ）
基于virtio-gpu的framebufer driver(可参考rcore tutorial v3的ch9 branch 中给的OS)
e1000网卡驱动（可参考 rcore/zcore中的e1000网卡驱动）
sd卡驱动（基于qemu或树莓派）
nvme驱动（参考zcore的nvme驱动）