CbC による OS の実装

Taiki Taira / Nov 13 2012

研究目的[1/2]

本研究では code segment ,datasegment に沿った OS を実装することを目的とする。
その実装には、本研究室で開発された Continuation based C (CbC)を用いる。
CbC は C 言語よりも低くアセンブラより高い層で記述できる言語である。C の仕様からループ制御や関数コールを取り除いている。これによりスタックの操作やループ、関数呼び出しなどのより低レベルでの最適化をソースコードレベルで行うことができる。

研究目的[2/2]

code segment, data segment を意識した設計にし、メモリ外へのアクセスを制限しセキュリティの向上と、malloc/free などのメモリ管理を OS に行わせ、プログラマの負担を減らす。
故障が発生した際に、機能を完全に喪失するのではなく、 可能な範囲で機能が維持されるようにすることを Graceful Degradation という。
この Graceful Degradation を目指して実装をすすめる。

設計[1/3]

Datasegment Manager から Codesegment / Task / Datasegment を取り出して、Codesegment Manager へ投げる。
Task Manager も必要？

設計[2/3] CodeSegment

Task で Codesegment に対応している Datasegment を InputDatasegment を通して Codesegment で実行する。
OutputDatasegment で Datasegment が正しいか確認する。
InputDatasegment と OutputDatasegment を CodeSegment で実行する結果が、Hoare Logic で証明できる？

設計[3/3] DataSegment

設計[3/3] DataSegment

Persistent Datasegment から key を参照してデータを取ってくることが基本になる。
PDS からコピーして Datasegment は Temporary Datasegment に。使い終わったら、さらに TDS をコピーして PDS へ戻す。
基本的には PDS から Task を参照して、CS と CS に必要な DS をコピーし、CS を CS Manager で実行。

今週の作業 [ ~ 2012/11/20 ]

UEFI から実行するために必要な実行形式

PE32+ (Portable Executable)

32bit / 64bit の Windows 上で使用されるファイルのフォーマット。UEFI でも メインのフォーマットになる。
UEFI で OS をブートする場合は、OS の loader でも UEFI shell から起動できるアプリケーションになる。そのアプリケーションは PE32 / PE32+ になっている必要がある。
そのアプリケーションは、FAT32/16/12 でフォーマットされたデバイス上の、/EFI/BOOT/BOOT{ARCH}.efi へ置くとブートされる。

　

EFI Shell

PE32+(64bit 対応) の文字を表示するだけのテストコードを動かそうとしている。
残念ながら動かない。起動すると、テストコードがある場所でエラーで落ちる。コードを読みに行って落ちているのでコードそのものに問題がある。

QEMU

linux kernel で qemu を実行 

qemu-system-x86_64 -s -kernel arch/x86/boot/bzImage -hda disk.img \
-apppend "root=/dev/hda"

port 1234 は qemu の -s オプションで自動的に決まる。localhost の部分にはIP アドレスが入る。
linux のソースコードのトップで gdb を vmlinux シンボルを使って 

gdb vmlinux
(gdb) target remote localhost:1234

とすると接続できる。

KVM の XML に追加

<qemu:commandline>
<qemu:arg value='-s'/>
</qemu:commandline>

追加後は再起動必須。

VMware Fusion

debugStub.listen.guest64 = "TRUE"
debugStub.listen.guest64.remote = "TRUE"
monitor.debugOnStartGuest64 = "TRUE"
debugStub.hideBreakpoints = "TRUE"

上を .vmx に追加すると、gdb から 

gdb vmlinux
(gdb) target remote localhost:8864

でアクセスできる。

今後やること