Oxidize Hafnium's initialization sequence

[efenniht]

Hafnium의 초기화 코드를 모두 Rust로 포팅하였습니다.

• Closes Remaining C files #32.
• 포팅된 C 파일: main.c, load.c, fdt.c, fdt_handler.c
  • main.rs라는 이름은 일반적으로 binary를 만드는 crate일 때 사용되는 특별한 이름입니다. 따라서 main.rs 대신 init.rs라는 파일로 main.c의 내용을 포팅했습니다.
  • 남은 C 파일은 layout.c, layout_fake.c, cpu.c, dlog.c, panic.c, plat.c 인데, 이것들은 모두 사연이 있어서 더 이상 포팅하지 않을 파일들입니다.
    • {layout, layout_fake}.c: Hafnium이 링크될 때 저장되는 섹션 별 주소를 읽는 함수들입니다. 완전히 arch-specific 하다고 말하기는 어렵지만 그렇다고 안 그렇다고 하기에도 어려운 코드입니다.
    • {dlog, panic}.c: variadic arguments를 받는 함수들이 남아 있습니다.
    • cpu.c: 부팅 과정에서 스택을 초기화하고 부팅 CPU ID를 저장하기 위해서 일회용의 static 변수가 있습니다. (Initializing static variable cpus by raw pointer causes error in Rust #6)
    • plat.c: 플랫폼별로 달라질 수 있는 함수들이 선언되어 있습니다. #pragma weak가 달려 있어서 다른 선언에 의해 덮어쓰일 수 있는데 (실제로 project/reference/linux_fdt/plat.c 에서 덮어씁니다), Rust에는 해당하는 지시자가 없습니다.
• Oxidize FDT: FDT는 CPIO와 Memiter와 비슷하되 더 복잡한 파서입니다. 이것은 많이 개선될 여지가 있지만, 그 양에 비해 중요도는 떨어지므로 나중으로 미루도록 하겠습니다.
  • 한 가지 예시는, u64 와 usize가 혼재되어 있는데, 이것의 추상화 레벨을 명확히 만들어서 그 레벨을 넘어갈 때 모두 type cast가 일어나도록 하는 것입니다.
• New singleton objects: MemoryManager, CpuManager, VmManager, ApiManager
  • 여기저기에 산재해 있던 전역 변수들을 모아서 이들을 관리하는 manager 타입을 만들었습니다.
  • Init sequence에서 이것들의 new method를 호출하도록 합니다.
  • singleton에 안전하게 접근할 수 있도록 래퍼 함수들을 만들었습니다: singleton.rs.
  • 추상화를 더 잘 해서 method에서 singleton을 접근하는 경우를 줄일 수도 있겠으나... 굳이 그러지는 않는 걸로.
  • 일반적인 Rust 코드라면 완전히 초기화 된 vm_manager를 전역 변수 VM_MANAGER 에 할당하는 것이 맞지만, Vm은 초기화할 때 자기 자신의 주소를 필요로 하므로 Vm이 초기화된 이후에는 VmManager가 이동할 수 없습니다. Doubly circular linked list 가 이 모든 일의 원흉입니다.
  • CpuManager를 만들면서, C 파일에서 관리하던 Cpu의 배열을 Rust로 옮겼습니다.
    • 이것은 Initializing static variable cpus by raw pointer causes error in Rust #6 과 관련되어서 그 당시에 실패한 작업인데 이번에는 qemu+gdb로 디버깅하는 법을 익혀서 성공했습니다!
    • 다만 부팅 시에는 여전히 Cpu에 기록된 스택을 사용해야 하므로 딱 하나의 Cpu만 초기화하도록 cpu.c를 수정하였습니다.
  • ApiManager를 만들었으므로 이제 여기에 Modeling an object for api.rs? #44 를 해결하면 됩니다.
• 사용되지 않는 FFI용 함수 삭제하기
  • api_init, cpu_module_init, vcpu_init, vcpu_set_cpu, vm_find.
  • 몇몇 함수는 실제 Hafnium 코드에서는 사용되지만 유닛 테스트 코드에서 사용됩니다. 그래서,
• 유닛 테스트 포팅, 조금만 건드리기
  • Convert api.c into Rust code. #9 이후로 사용되지 않던 hf_vcpu_run_return_encode 함수를 삭제하고, 관련 유닛 테스트 코드를 Rust로 옮겼습니다.
  • 이 테스트는 cargo test로 실행할 수 있고, 이 명령을 kokoro test가 돌 때 같이 실행되도록 추가했습니다.
  • FDT를 포팅하면서 관련 유닛 테스트를 포팅하려고 했으나 실패했습니다. 원인은 libhfo2.a가 만들어질 때 실제 arch-dependent (fake) 함수들이 같이 link되지 않아서입니다. fake 함수들을 포팅하면 되겠으나 그것은 너무 일이 커지므로 일단 그대로 두었습니다.
• 모든 테스트를 통과합니다!

[jeehoonkang]

• 일단 이정도로 메시지 남깁니다..
• 코멘트 반영해주시고, 조만간 다시 코멘트 더 남기겠습니다.

[efenniht]

PR에 달린 코멘트가 너무 많으므로, 새롭게 PR을 만들도록 하겠습니다.