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在我们开始之前

下面的文本内容是1:1 复制的文档。在每个教程的内核主要源代码文档的头部。它描述了源代码的主要结构并且试着去传达各个方法背后的理念。请阅读文章以便你能熟悉你在教程中将会遇到的东西。这将帮助你更好的浏览代码和理解不同章节的区别和增量内容。

另请注意,以下文字将引用源代码文件(例如**/memory.rs)或在本教程的第一批教程中尚不存在的功能。 它们将被逐渐添加到本教程。

玩的开心!

代码组织和结构

代码被划分成不同的模块,每个模块代表一个内核典型的子系统。子系统的顶层模块文件直接位于src文件夹中。例如,src/memory.rs这个包含了所有与内存管理有关的代码。

处理器架构代码的可见性

有的内核的子系统是基于特定目标架构的处理器的低级代码。对于每种支持的处理器架构,都有一个子文件夹在src/_arch中。例如,src/_arch/aarch64

子模块系统在每个处理器架构的src文件夹中。例如,属于内核内存子系统(src/memory.rs)的代码将会被放在src/_arch/aarch64/memory.rs.后一个文件将被直接包含和重新导出到src/memory.rs中,以便架构代码部分是明显的遵循代码模块化。这意味着在src/_arch/aarch64/memory.rs中定义的公共函数foo()。仅可通过crate :: memory :: foo()访问。

_arch中的_表示此文件夹不属于标准模块层次结构。而是使用#[path =“ _ arch/xxx/yyy.rs”]属性将其内容有条件地引入各自的文件中。

BSP 代码

BSP 表示 Board Support Package。BSP代码在src/bsp.rs中,而且包含目标主板特殊的定义和功能。这些是诸如主板的内存映射或相应主板上的设备驱动程序实例之类的东西。

就像处理器架构代码一样,BSP代码模块架构也是试着镜像kernel的子系统模块,但是这次它没有明显地包含和重新导出。这意味着必须从bsp名称空间开始调用提供的所有内容,例如,bsp::driver::driver_manager()

内核接口

archbsp都包含根据实际目标和主板不同而编译的代码。例如,interrupt controller对于硬件Raspberry Pi 3Raspberry Pi 4是不同的,但是我们想让kernel剩下的代码可以轻松地适配它们。

为了在archbspgeneric kernel code之间提供一个清晰的抽象,interface特征在在可能的情况下在可能的地方被提供。它们在各自的子系统模块中定义,并有助于将程序的调用方法体现到接口,而不是具体实现上。例如,有一个通用IRQ处理接口,由两个树莓派不同的中断控制器驱动将实现的,并且仅将接口导出到kernel剩下的代码中。

        +-------------------+
        | Interface (Trait) |
        |                   |
        +--+-------------+--+
           ^             ^
           |             |
           |             |
+----------+--+       +--+----------+
| kernel code |       |  bsp code   |
|             |       |  arch code  |
+-------------+       +-------------+

总结

对于一个逻辑kernel子系统,相应的代码可以分布在几个物理位置。这里有个内存子系统的例子:

  • src/memory.rs and src/memory/**/*
    • 与目标处理器体系结构和“BSP”特性无关的通用代码。
      • 例如: 将大块内存归零的函数
    • 通过archBSP代码实现的内存子系统接口。
      • 例如: 一个MMU接口定义的MMU功能原型
  • src/bsp/__board_name__/memory.rssrc/bsp/__board_name__/memory/**/*
    • BSP 具体代码.
    • 例如: 主板内存映射 (DRAM物理地址 和 MMIO 设备).
  • src/_arch/__arch_name__/memory.rssrc/_arch/__arch_name__/memory/**/*
    • 处理器架构的具体代码。
    • 例如:为__arch_name__ 处理器架构实现的MMU接口。

从一个命名空间角度来看,内存子系统代码在:

  • crate::memory::*
  • crate::bsp::memory::*