HelenOS on Quartz64 board

Abstract

In this thesis, we present the process of porting HelenOS, a multiplatform microkernel- based operating system, to the modern PINE64 Quartz64 Model A single-board com- puter, an AArch64-based platform. The text guides the reader from the first boot mes- sage, through implementing essential device drivers and multiprocessor support, to run- ning a limited but functional system on a formerly hostile platform. A significant portion of the thesis also focuses on an implementation of drivers over DW APB UART and Arm's Generic Interrupt Controller v3 specifications. We also discuss the obstacles we faced while trying to implement support for any higher level peripherals. The result of the thesis are significantly expanded capabilities of HelenOS's AArch64 port, capable of running on the Quartz64 Model A, containing GICv3 driver and having symmet- ric multiprocessing support. The thesis also uncovers problems that might affect other single-board computers as well.

V této práci popisujeme proces portování HelenOSu, multiplatformního mikrokernelo- vého operačního systému, na moderní jednodeskový počítač PINE64 Quartz64 Model A, platformu založenou na AArch64. Text provede čtenáře od první bootovací zprávy, přes implementaci nutných ovladačů zařízení a podporu symetrického multiprocesingu, až po spuštění omezeného, ale funkčního systému na dříve nehostinné platformě. Významná část práce se také zaměřuje na implementaci ovladačů podle specifikací DW APB UART a Arm Generic Interrupt Controller v3. Diskutujeme také překážky, kterým jsme če- lili při snaze implementovat podporu pro jakékoli složitější periferie. Výsledkem práce jsou výrazně rozšířené možnosti portu HelenOSu na AArch64, schopného běžet na desce Quartz64 Model A, obsahujícího ovladač GICv3 a s podporou symetrického multipro- cesingu. Práce ale také odhaluje problémy, které by mohly ovlivnit i jiné jednodeskové počítače.