Implementando o SerenityOS em hardware real, desenvolvendo drivers um de cada vez

• Levando o SerenityOS para hardware real

  • O motivo pelo qual o projeto SerenityOS foi levado mais a sério foi que a base de código rodava apenas no QEMU e não em hardware real. Para corrigir isso, foi escolhido um Chromebook Dell 3100.

• Motivo da escolha do Chromebook

  • O Chromebook é barato e fácil de encontrar, e o chip de segurança Cr50 permite depuração mesmo com a máquina bloqueada. O motivo de escolher o modelo Dell 3100 foi o preço baixo e, além disso, um teclado melhor do que o dos modelos mais caros.

• Problema com o cros_ec

  • O chip Cr50 do Chromebook é útil para depuração, mas no modelo Dell 3100 não funcionou corretamente. Algumas tentativas de hardware hacking foram feitas, mas sem sucesso.

• Busca por alternativa

  • Como o chip Cr50 não funcionou, foi implementada uma solução de depuração alternativa com a placa Raspberry Pi Pico. Isso permitiu conectar UART e SPI flash para tornar a depuração viável.

• Lado de software

  • Foi implementada a conexão com dispositivos USB usando CircuitPython e o protocolo serprog foi implementado em CircuitPython para gravação de EEPROM.

• Depuração do SerenityOS

  • Para depurar o kernel do SerenityOS, foi configurado o Alpine Linux e criado um ambiente que faz o download e testa o kernel automaticamente via GRUB.

• Entendendo o 16550 UART

  • O 16550 UART é uma interface padrão para comunicação serial e está presente na maioria dos PCs. No entanto, no Dell 3100 foi implementado usando MMIO, o que trouxe dificuldades na depuração inicial.

• Implementação do driver eMMC

  • Para implementar o driver eMMC, foi preciso entender as diferenças entre SD e MMC e implementar a sequência de inicialização. Descobriu-se e corrigiu-se que a configuração incorreta ficava no registrador de controle de energia.

• Conclusão

  • O projeto durou seis meses e foi uma etapa importante para rodar o SerenityOS em hardware real. Ainda há necessidade de mais depuração e melhorias no futuro.

[GN⁺]

Opiniões do Hacker News

• Adaptar drivers do NetBSD para um kernel customizado é relativamente fácil. Os desenvolvedores do SerenityOS podem considerar esse caminho. Drivers de dispositivo são um grande obstáculo no desenvolvimento de um novo sistema operacional.
• Foi necessário um nível de hacking bastante avançado para fazê-lo funcionar em condições tão desfavoráveis. Bem impressionante.
• Fico curioso sobre como entrar na área de drivers e sistemas operacionais; é tão complexo que não sei por onde começar.
• Gosto do conceito do SerenityOS e do navegador Ladybird, e fico feliz em ver o projeto avançar.
• Se você precisar de ajuda para hackear um Chromebook, pode pedir no mailing list chromium-os-dev. Acho que eles podem ajudar a fazer o CCD funcionar.
• O bootloader Depthcharge suporta inicialização via rede usando TFTP. É preciso compilar ele manualmente e fazer flash no SPI. Isso é útil para iterar no kernel.
• Foi uma pena não ter reparado no título "Serenity Now".
• Pensei que o SerenityOS já estivesse rodando em hardware real. Ainda fico curioso para saber se ele só funciona no QEMU.
• Foi dado um exemplo de código complexo. Era esse tipo de complexidade que eu esperava.
• Foi mencionado para incluir no resumo que o site sdomi.pl elogia muito o Microsoft Windows e odeia o Linux. Fiquei curioso para saber se isso é algo real ou só uma piada.