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本项目从零实现了一个X86架构的实验性操作系统内核，使用Rust开发
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本项目的出发点是探索不同的内核架构对内核安全性与性能的影响并尝试权衡二者
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从宏内核出发，吸收借鉴微内核的设计模式来提高安全性的同时保证一定的性能
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采用
混合内核架构，非核心的内核服务（如设备驱动）运行在独立的内核线程中 -
利用Rust无栈异步协程实现
多对多线程模型，所有用户线程共享内核栈 -
我们认为内核线程中运行是不可靠代码，在其故障崩溃时内核本身不会崩溃，并可以
尝试重启内核线程以恢复服务
我们在NUDT-OS-BOOK中更加详细地介绍了内核的设计原则和一些特点
在效果演示中有几个具体的例子演示
NUDT-OS旨在从类UNIX宏内核出发，吸收学习微内核设计思想，以尝试权衡系统性能与可靠性。
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针对传统宏内核的安全性问题，NUDT-OS将非核心的系统服务放在相互独立的内核线程中运行以增强系统安全可靠性，所有内核线程共享地址空间，由Rust语言特性保证线程间的访存隔离性。
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针对微内核频繁IPC导致的性能问题，NUDT-OS的内核线程共享地址空间，不同线程间可以直接通信，避免了IPC开销。
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使用Rust无栈异步协程实现了多对多线程模型，所有用户线程共享内核栈。
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├── boot // qemu启动程序
├── crates // 有一定修改的开源库
│ └── trapframe-rs // 实现系统调用和中断处理
├── easy-fs // 文件系统库(来自rcore)
├── easy-fs-fuse // 测试文件系统(来自rcore)
├── kernel // 内核源代码
├── Makefile // 编译和运行等脚本
├── README.md
├── rust-toolchain
├── targets.txt
├── tutorial // 文档
├── user // 用户程序
└── user-components // 用户态组件和用户基本库
其中内核源码目录结构如下：
kernel/src
├── drivers // 内核的设备驱动
│ ├── ahci.rs //ahci磁盘驱动
│ ├── mod.rs
│ └── pci.rs //总线驱动
├── fs // 内核中的文件系统接口
│ ├── inode.rs // 内核索引结点接口
│ ├── mod.rs
│ ├── pipe.rs // 管道
│ └── stdio.rs // 标准输入输出
├── future // 协程管理模块
│ ├── executor.rs // 协程执行器
│ ├── futures // 协程对象
│ └── mod.rs
├── kthread // 内核线程的入口函数
│ ├── executor.rs // 协程执行线程的入口
│ ├── for_test.rs
| ├── processor.rs // 内核服务线程入口
│ └── mod.rs
├── lib.rs
├── linker.ld // 链接脚本
├── main.rs // 内核入口
├── mm // 内存管理模块
│ ├── frame_allocator.rs // 物理页帧分配器
│ ├── heap_allocator.rs // 堆内存分配器
│ ├── mod.rs
│ ├── page_table.rs // 页表抽象
│ ├── phyframe.rs // 物理页帧
│ ├── memory_area.rs // 虚拟内存区域
│ └── memory_set.rs // 虚拟地址空间
├── requests // 内核线程请求模块
│ ├── blk_processor.rs // 块设备内核线程的处理器
│ ├── fs_processor.rs // 文件系统内核线程的处理器
│ ├── mod.rs
│ └── processor.rs // 处理器接口
├── sync
│ ├── condvar.rs // 条件变量
│ ├── mod.rs
│ ├── mutex.rs // 互斥锁
│ └── sem.rs // 信号量
├── syscall // 系统调用
│ ├── fs.rs // 文件系统相关系统调用
│ ├── mod.rs
| ├── debug.rs // 调试用系统调用
│ ├── sync.rs // 同步互斥相关系统调用
│ └── task.rs // 任务管理相关系统调用
├── task // 任务管理模块
│ ├── kthread.rs // 内核线程
│ ├── mod.rs
│ ├── process.rs // 进程
│ ├── scheduler.rs // 调度器
│ ├── switch.S // 上下文切换
│ └── thread.rs // 用户线程
├── trap // 中断模块
│ ├── handler.rs // 中断处理程序
│ ├── mod.rs
│ └── vector.S // 中断向量
└── utils // 辅助工具模块
├── mod.rs
├── my_x86_64.rs // x86_64相关接口
├── pic.rs // 中断控制器
└── serial.rs // 串口
用户态库和用户组件的源码结构如下：
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├── requests-info // 用户和内核约定的内核线程请求格式
│ └── src
│ ├── blkreqinfo.rs // 块设备相关请求
│ ├── fsreqinfo.rs // 文件系统相关请求
│ └── lib.rs
└── user-syscall // 用户态的系统调用封装
└── src
├── debug.rs
├── fs.rs
├── lib.rs
├── sync.rs
└── task.rs
使用Liunx开发，目前可运行于Qemu模拟器，还未在裸机测试，经过简单修改应该可以运行于x86开发板。
sudo apt install make git gcc qemu-system-x86
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
rustup component add rust-src --toolchain nightly-x86_64-unknown-linux-gnumake run
# 之后终端会进入系统最终出现命令提示符：
Rust user sehll
[Shell]>>完整运行效果如下：(Ubuntu qemu平台)
上面展示了文件系统内核线程出现致命异常（手动模拟的），内核重启内核线程。
make gdb
gdb -n -x .gdbinit# 本地构建文档
cargo install mdbook
cd tutorial
mdbook build --open或查看在线文档：NUDT-OS-BOOK
make clean参考内核架构与代码
使用了多个rcore社区中开源的工具，下面列出了一些
详细的依赖可以查看kernel/Cargo.toml