赛题题目：基于Rust语言的运行态无关驱动框架设计

赛题说明：

组件化是现代操作系统开发的重要手段，尤其是目前基于Rust语言开发的新型操作系统内核利用Rust crate机制，构建操作系统无关的功能组件（如设备驱动），可面向不同应用需求快速构建不同类型的操作系统内核。目前的组件化实践主要是编译时按需编排内核组件，可运行在不同内核、不同特权态，但上述多样性在编译时确定，运行后无法按需调整。一个更为灵活的设计目标是运行时的运行态无关，即系统运行过程中可动态按需调整组件运行态，从而灵活适应用户对性能、安全等需求的灵活支撑。

赛题要求：

• 设计/改进基于Rust语言的操作系统内核，支持组件化开发（组件自身设计为独立的Rust crate）；设计运行态无关的驱动组件运行框架，支持动态切换驱动的运行态（即内核态或用户态）。具体要求如下：
• 选择一款Rust语言实现的操作系统内核进行改进或者使用Rust语言新设计实现操作系统内核；
• 实现设备驱动运行框架，驱动程序自身设计为独立的Rust crate（可复用开源代码但需清楚标注）；
• 驱动代码支持在用户态和内核态运行（需将运行态相关的代码抽象为Rust trait，驱动组件依赖上述Rust trait实现，自身不包含运行态相关的代码）；
• 操作系统内核调用驱动时根据不同的运行态实现相关trait；
• 实验环境任选一款ARM64处理器平台，支持更多平台的可根据难度加分；
• 设计测试用例，验证驱动功能。

评分标准：

功能完整性（50%）：

• 基于Rust内核完成驱动组件开发，包括但不限于SD卡、网卡、WIFI等设备（40分）；
• 设计运行态无关的驱动组件运行框架，支持驱动组件在用户态和内核态运行（60分）。

应用效果（20%）：

• 设计应用场景，展示运行态动态切换优势（100分）。

代码规范性（20%）：

• 代码结构清晰、可维护性高（80分）；
• 符合开源社区规范（20分）。

文档质量（10%）：

• 文档包含设计说明、部署说明、测试报告（50分）；
• 文档条例清晰、撰写规范（50分）。

赛题联系人：

马俊 majun@nudt.edu.cn

参考资料：

• [1] Rust内核ArceOS：https://github.com/arceos-org/arceos
• [2] Rust内核Asterinas：https://github.com/asterinas/asterinas
• [3] Rust内核Kycore：https://gitee.com/openkylin/kycore

参赛资源支持：无