FuzzOS –专为模糊测试而设计的操作系统

我们将使用专门为模糊测试设计的操作系统！这将是12月大部分时间的流媒体系列，内容包括制作一个新的操作系统，重点是模糊测试。这意味着诸如内存管理器，确定性和可伸缩性之类的东西将是操作系统最重要的部分，并且要花很多精力才能使其变得超快！

直播将在12月10日（星期四）世界标准时间18:00左右的某个时间开始，但直播将在相对随机的日期相对随机的时间进行。我真的不能承诺特定的时间！

信息流一周大概有4-5天（可能是M-F），长度可能是8-12小时。我们将知道，这取决于我们能获得多少乐趣！

您可以在我的Twitch频道上找到直播，而如果不幸或错过了直播，则可以在我的YouTube频道上找到录音！当然，不要忘记喜欢，评论和订阅。

所以……最终，我真的不知道会发生什么。但是，我可以预测我们会做的一些事情。首先，必须注意这些流不是培训材料。没有准备好的脚本，材料，流程等。如果我们最终构建出完全不同的东西，那很好，我们就顺其自然。不需要完成此项目，也不必承诺完成该项目的某些方式。所以……除了那个。

我们将致力于开发专门针对x86-64的操作系统（一开始是Intel风味处理器，但AMD应该在非管理程序模式下工作）。该操作系统将专为模糊测试而设计，这意味着我们将专注于使虚拟内存管理非常快速。这是性能最高的模糊测试的基础，我们需要能够在模糊情况下修改页面时映射，取消映射和还原页面。

为了让您保持脚尖，我首先要从无聊的事情开始。

我们必须制作一个可以启动的操作系统。我们将要制作UEFI内核，并且可能会涉足在ARM64上运行它，因为我们的大多数代码都是平台无关的。但是，谁知道。这将是一个非常通用的内核，我主要是在裸机上开发它，但是当然，我们将确保它在KVM / Xen / Hyper-V上运行，以便可以在云环境中使用。

我们将需要编写ACPI表解析器，以便我们可以找到系统上内存和CPU的NUMA局部性。这对于获得可随内核扩展的高性能内存管理器至关重要。

当然，内核将支持多个内核，否则对于计算来说是没有用的。

由于我从不使用磁盘，因此我将遵循将网络作为通用用途的标准模型。为此，我们需要10gbit网络驱动程序和TCP堆栈，以便我们可以与网络的其余部分进行通信。这里没有什么太疯狂的，我们可能会从Chocolate Milk中借用一些代码

由于我们将要“快照”内存本身，因此我们需要确保指针等不是问题。最快，最简单，最好的解决方案只是确保内存始终加载到同一地址。对于单个核心来说，这没问题，但是对于多个核心来说，这很困难，因为它们需要在同一位置映射相同数据的副本。

有什么解决方案？当然，我们将使系统上的每个核心都运行自己的地址空间。这意味着内核之间没有共享内存（带有一些非常非常小的概念）。这不仅会带来极高的内存访问性能（由于缓存仅处于互斥或共享状态），而且这意味着共享（可变）内存将不再是问题！这意味着我们将通过消息传递来完成所有核心同步，在最佳情况下，此延迟比共享内存模型要高，但具有扩展性更好的优势。只要我们的消息可以序列化为TCP流，这意味着我们可以毫不费力地跨网络扩展。

这具有一些很棒的属性，因为我们不再需要对页表进行任何锁定来添加和删除条目，也不需要执行任何TLB击落操作，这会花费数万个周期。

我在Sushi Roll中使用了这个模型，我真的很想念它。它具有令人难以置信的良好性能，并迫使人们多考虑在内核之间共享信息。

与我所写的大多数东西一样，将需要线性缩放，并且暗示着在整个网络中进行缩放，因为对于任何实际的模糊应用来说都是必需的。

到目前为止，这些事情都没有超级有趣。很长时间以来，我有很多操作系统可以很好地完成这些任务。但是，我从未将这些内存管理技术变成真正的数据结构，而是根据需要手动使用它们。我计划使用Rust程序宏和虚拟内存管理技巧的组合来构成该操作系统的核心，以允许将任意数据结构存储在树形检查点结构中。

这将允许在快照快照时在结构的不同状态之间进行快速转换。这将通过利用页表中的脏位并创建一个分配器来实现，该分配器将在内存池中进行分配，该内存将在快照中保存和恢复。此内存在内部将被视为不透明的Blob，因此它可以保存您想要的任何信息，设备状态，来宾内存状态，寄存器状态，与绒毛完全无关的信息，都没有关系。为了处理嵌套结构（或更具体地说，是要跟踪的结构中的指针），我们将使用Rust过程宏来禁止在跟踪的结构中使用未跟踪的指针。

实际上，我们将充分利用硬件的MMU，以不同的方式快照，在它们之间传送和恢复内存块。对于模糊测试，这是保持访客内存状态和寄存器状态的一种方法。通过不透明地处理此问题，我们可以专注于真正很好地处理MMU方面，而不必担心特殊的大小写，这些所有变量在重置时都需要恢复。

好的，所有这些都为开发高性能模糊器腾出了空间。就我而言，我主要是希望对矢量化仿真进行新的重写，但是为了让其他用户感兴趣，我们将实现一个能够运行QEMU的Linux仿真器。

这意味着我们将能够（可能只是静态地）编译QEMU。然后，我们可以获取此二进制文件，并将其加载到我们的操作系统中，然后在我们的操作系统中运行QEMU。这意味着我们可以控制对QEMU发出的请求的系统调用响应。如果我们（将）确定性地执行此操作，则这意味着QEMU将是确定性的。因此，这意味着QEMU内部的来宾也将是确定性的。你看？这是我过去使用过的一种技术，效果非常好。我们绝对会胜过Linux对syscall的处理，并且我们会更好地扩展，并且在内存管理方面我们将Linux淘汰。

因此，我不知道这样做会有多困难，但是从浏览Internet大约5分钟之后，看来我可以很轻松地在我的OS中编写模拟KVM ioctl的虚拟机管理程序。意思是QEMU只会认为KVM在那，然后使用它！

这将使我们能够完全控制QEMU的确定性，系统调用，性能和重置速度……而无需实际修改QEMU代码。

这就是计划。一个OS +快速的MMU代码+虚拟机管理程序+ Linux模拟器，使我们能够确定性地运行QEMU可以运行的任何东西，这实际上就是一切。我们这样做的性能可能是每个内核每秒数百万个VM重置，并与内核线性地扩展，包括通过网络进行扩展，以实现世界上见过的最快的通用模糊测试：D

我在Twitch上的直播越来越频繁了！我已经开发了用于模糊测试的虚拟机管理程序，转换器，仿真器，并且在流中完成了很多有趣的模糊测试工作。来吧！

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