Rust で Hypervisor.framework を 触ってみた（DOS編）

Rust で macOS の Hypervisor.framework をちらっと触ってみて、DOSエミュレータをつなげた話です。

Transcript

1. Rust Ͱ Hypervisor.framework Λ ৮ͬͯΈͨ ʙ ͦͷ̍ʙ ʙ DOS Λಈ͔ͯ͠Έͨ ʙ 2020/1/27 Rust LT #8 @moriai19
2. ࣗݾ঺հ • ੝߹ හʢSatoshi Moriai / Shiisaa Moriaiʣ • https://github.com/moriai • https://twitter.com/moriai19 • ੲ͸ OSʢMach / Real-Time Mach, Linuxʣ΍
 ʢ෼ࢄʣϑΝΠϧγεςϜͷ։ൃΛ͍ͯͨ͠ • ࠓ͸ … • झຯͰ Rust ΍ Swift ͱٔΕΔ
3. ΍ͬͯΈ͍ͨ͜ͱ • Rust ΍࠷৽ٕज़Ͱ෼ࢄܕ OS ͷ։ൃ͕গ͠͸ָʹͳΔ͔΋ • Mach Λ C Ͱ։ൃ͢Δͷ͸େมͩͬͨ • ΠϯλʔϑΣʔε͕ໃ६ͨ͠ίʔυͰ΋ϏϧυͰ͖ɺ
 σόοάʹແବͳ࿑ྗΛඅ΍ͨ͠ • ϑϧϏϧυ͸͔͔࣌ؒΓ͗͢ɺΠϯΫϦϝϯλϧϏϧυ͸ ෆ׬શ • macOS ͕޷͖ͳͷͰɺ΋ͬͱ࿔ΜͰΈ͍ͨ
4. ͱ͍͏͜ͱͰɺ Rust Ͱ macOS ͷ Hypervisor framework Λ ৮ͬͯΈΔ͜ͱʹͨ͠
5. macOS Hypervisor framework ͱ͸ Virtual Memory Threads Mach AppleHV.kext hv_task_trap() hv_thread_trap() VMX Driver Hypervisor Virtualized XXX ʢԾ૝ϚγϯɺԾ૝OSͳͲʣ Ϣʔβϓϩηε ʢϢʔβλεΫʣ Rust crate xhypervisor crate hypervisor ΋͋Δ͕ ϝϯς͞Εͯͳ͍໛༷ Apple ͔Βఏڙ͞ΕΔ API ͸ C, Swift macOS kernel ʢDarwinʣ ɾɾɾ BSD • Ծ૝ԽͷͨΊͷܰྔͳϋΠύόΠβϑϨʔϜϫʔΫ • Intel VMX ΛϢʔβϓϩηε͔Β؆୯ʹར༻Ͱ͖Δ • ΧʔωϧΤΫεςϯγϣϯ AppleHV ΁ͷڮ౉͠Λ͢Δ Hypervisor.framework
6. ϋΠύόΠβΛϓϩάϥϜͯ͠ΈΔ
7. ɹfn main() -> Result<(),Error> { ɹ create_vm()?; ɹ let mut mem = vec![0u8; MEMSIZE]; ɹ map_mem(&mem, 0, &perm)?; ɹ let handle = thread::spawn(|| { // VCPU͕ෳ਺ͳΒɺͦͷ਺ͷεϨουΛىಈ ɹ let vcpu = vCPU::new()?; ɹ VCPUͷઃఆ; ϝϞϦ্ʹϓϩάϥϜ΍σʔλΛ഑ஔ; Ϩδελͷઃఆ; ɹ loop { ɹ vcpu.run(); // VMENTER → VCPUͷ࣮ߦ → VMEXIT ɹ match vcpu.read_vmcs(VMCS_RO_EXIT_REASON)? { ɹ vmx_exit::VMX_REASON_EXC_NMI => ྫ֎΍NMIͷॲཧ, ɹ vmx_exit::VMX_REASON_HLT => break, ɹ ... ɹ } ɹ } ɹ vcpu.destroy()?; ɹ }); ɹ handle.join()?; ɹ unmap_mem(0, MEMSIZE)?; ɹ destroy_vm()?; ɹ}
8. DOSΛಈ͔ͯ͠ΈΔ • C++ DOS ΤϛϡϨʔλʢhttps://github.com/mist64/hvdos.gitʣΛར༻ • ϋΠύόΠβͱಉۭؒ͡Ͱಈ࡞ • DOSγεςϜίʔϧʢINT xxH, AH=yyʣ૬౰Λ Unix γεςϜίʔϧͰ࣮૷ • DOS 2.x γεςϜίʔϧ 87 ݸͷ͏ͪ 29 ݸΛ࣮૷ʢΦϦδφϧʹ̏ݸ௥Ճʣ • ϋΠύόΠβʢRustʣ • VCPU Λ 16bit ϦΞϧϞʔυ༻ʹઃఆ͠ɺDOS ϓϩάϥϜΛϝϞϦʹషΓ෇͚ɺIP ͱ SP Λઃఆͯ͠ɺvcpu.run() • INT ͕ൃੜ → VMEXIT → ׂΓࠐΈ൪߸ΛऔΓग़͠ɺϥούʔܦ༝ͰDOS ΤϛϡϨʔ λΛݺͼग़͢ → vcpu.run()
9. DOSϓϩάϥϜ͕ಈ͖·ͨ͠ • ωοτ্Ͱݟ͚ͭͨόΠφϦ͕ಈ͖·ͨ͠ • HELLO.COM • MORE.COM • COMP.COM • PKUNZJR.COM
10. • ιʔείʔυ͸ github Ͱެ։ • https://github.com/moriai/hvdos.rs.git • ࣍ճ͸΋͏গ͠ Rust ͷεϥΠυΛ૿΍͍ͨ͠ • 64bit OS & ׬શ Rust ԽʹτϥΠʁ • Ͱ΋ɺطʹ noah ͕͋Δ͠ … ͓ΘΓʹ