Розроблення ядра операційної системи

Abstract

У кваліфікаційній роботі розглянуто проблему розроблення експериментального ядра операційної системи для архітектури x86_64. Актуальність теми зумовлена потребою у вивченні принципів побудови низькорівневого системного програмного забезпечення, механізмів керування пам’яттю, обробки переривань, взаємодії з апаратними пристроями та організації базового середовища виконання програм. Метою роботи є розроблення ядра операційної системи мовою Rust у режимі no_std з реалізацією базових підсистем, необхідних для запуску, ініціалізації та функціонування мінімального системного середовища. У роботі обґрунтовано вибір мови Rust як засобу системного програмування, що поєднує можливість низькорівневого доступу до апаратних ресурсів із засобами підвищення безпеки роботи з пам’яттю. У межах роботи реалізовано інфраструктуру збірки та запуску ядра в середовищі QEMU, використано завантажувач для передачі керування ядру, налаштовано базові структури процесора, таблиці дескрипторів, обробники апаратних переривань і процесорних винятків. Розроблено підсистему керування фізичною та віртуальною пам’яттю, механізми сторінкової адресації, heapалокатор, графічний вивід через framebuffer, засоби введення з клавіатури та миші PS/2, а також інтерфейс системних викликів