Izgradnja operacijskog sustava uporabom mikrojezgre

Diploma thesis presentation, a description of microkernel-based operating system built using open source components. Croatian language.

Transcript

1. Izgradnja operacijskog sustava
   uporabom mikrojezgre
   Senko Rašić
   

   View Slide

2. operacijski sustav:
   Dio programske podrške koji služi
   upravljanju resursima sklopovlja i
   brine se za sigurno izvođenje programa.
   

   View Slide

3. View Slide

4. ideja mikrojezgre:
   Upravljački programi sklopovlja i razni
   servisi su obični programi.
   U jezgri ostaviti samo nužnu
   funkcionalnost.
   

   View Slide

5. View Slide

6. View Slide

7. View Slide

8. intenzivna komunikacija među procesima
   + velika cijena pojedinog IPC-a
   = loše performanse
   

   View Slide

9. današnji sustavi:
   Monolitne jezgre s nekim konceptima
   mikrojezgre
   nastavak istraživanja:
   L4, Exokernel, ...
   

   View Slide

10. L4 mikrojezgra
    ●
    rekurzivni adresni prostori
    ●
    visoko optimirani IPC
    L4Ka::Pistachio – ostvarenje sveučilišta u
    Karlsruheu
    

    View Slide

11. View Slide

12. View Slide

13. View Slide

14. View Slide

15. View Slide

16. Otvoreni izvorni kôd
    ●
    dostupnost
    ●
    zajednica
    ●
    jednostavnost prilagodbe
    

    View Slide

17. Hasenpfeffer
    ●
    temeljen na L4 mikrojezgri
    ●
    skup poslužitelja koji komuniciraju IPC-om
    ●
    korištenje gotovih komponenti sa otvorenim
    izvornim kôdom
    

    View Slide

18. View Slide

19. Komunikacija među procesima
    ●
    procesi poslužitelj (server) i korisnik (client)
    ●
    sučelje (interface) komunikacije
    ●
    potreban kôd generiran IDL4 alatom
    interface File {
    boolean Read(in Capability_t cap,in unsigned long
    offset, out byteseq_t buffer, inout unsigned long
    size);
    unsigned long Size(in Capability_t cap);
    ...
    }
    

    View Slide

20. Poziv udaljenih procedura
    

    View Slide

21. sposobnost:
    Pravo pozivanja neke usluge u sustavu.
    

    View Slide

22. Sustav imenovanja
    

    View Slide

23. Sustav imenovanja
    

    View Slide

24. Funkcionalnost
    ●
    učitavanje i izvršavanje programa (ELF)
    ●
    višezadaćnost, višenitnost
    ●
    dostupna standardna C biblioteka
    ●
    korištenje čvrstog diska (IDE)
    ●
    programiranje u TinyScheme i TinyBasic
    jezicima
    

    View Slide

25. Korištene komponente
    ●
    pristup IDE diskovima
    ●
    ispis na zaslon i ulaz s tipkovnice
    ●
    C biblioteka
    ●
    TinyScheme interpreter
    ●
    TinyBasic interpreter
    

    View Slide

26. Podizanje sustava
    

    View Slide

27. Razvojni sustav
    ●
    Linux sustav
    ●
    GNU C/C++ prevodioc
    ●
    L4Ka::Pistachio razvojna okolina
    

    View Slide

28. Testiranje
    ●
    QEMU
    ●
    VMWare Workstation
    ●
    L4 KDB (Kernel Debugger)
    Testna okolina:
    – slika diskete za podizanje sustava
    – slika čvrstog diska sa ext2 datotečnim sustavom
    

    View Slide

29. QEMU i KDB u akciji
    

    View Slide

30. Razvoj programske podrške
    #include
    #include
    #define SEKUNDA 1000000UL
    int main(int argc, char *argv[])
    {
    char buf[1024];
    L4_Sleep(L4_TimePeriod(4 * SEKUNDA));
    printf("Pozdrav, ja sam %s!\nTko ste vi: ", argv[0]);
    fgets(buf, 1023, stdin);
    printf("Pozdrav, %s\n", buf);
    return 0;
    }
    

    View Slide

31. Razvoj programske podrške
    ●
    Izvorni kôd (standardni C program)
    ●
    Konfiguracijska datoteka za izgradnju
    – prema predlošku iz izvornog kôda sustava
    ●
    Izgradnja i kopiranje u sliku diskete
    ●
    Konfiguracija učitavanja sustava
    ●
    Pokretanje emulacije računala i testiranje
    

    View Slide

32. Razvoj programske podrške
    

    View Slide

33. Zaključak
    izgrađen sustav:
    – rudimentaran
    – prilagodljiv i proširiv
    mikrojezgra:
    – dobra osnova za buduće sustave
    otvoren izvorni kôd:
    – dostupnost
    – prilagodljivost
    

    View Slide