# Введение в ядро Elyz (LISA)

## Концептуальная модель

Elyz (LISA) — это модульное, capability-ориентированное ядро для x86-64,
спроектированное вокруг следующих архитектурных принципов:

### 1. Capability-ориентированная безопасность

Вместо традиционной модели «всё или ничего» (ring 0 vs ring 3), Elyz
использует систему **capabilities** (дескрипторов прав). Каждый дескриптор
представляет собой *неподделываемый токен*, дающий доступ к конкретному
объекту ядра (фрейму памяти, CNode, PMActor) с определёнными правами.

- Capability — это не просто число; это структура с полями `object`, `rights`,
  `relation`, `token_sig`.
- Capability можно *создавать* (mint) с урезанными правами от родительского
  дескриптора.
- Capability можно *отозвать* (revoke), что каскадно уничтожает всех потомков.
- Система гарантирует, что access — это всегда наличие capability.

### 2. Многоуровневое управление памятью

Управление физической памятью разделено на три уровня:

| Уровень | Компонент | Ответственность |
|---------|-----------|-----------------|
| 1 (глобальный) | `BitmapPMM` | Владение всей физической памятью, аллокация/освобождение по 4KiB фреймам. Инициализируется из карты памяти bootloader'а. |
| 2 (распределённый) | `PMActor` | Актёр физической памяти — владеет *диапазоном* физической памяти, использует `BuddyAllocator` для аллокации внутри этого диапазона. Каждый PMActor — изолированный аллокатор. |
| 3 (виртуальный) | `AddressSpace` (VMM) | Управляет виртуальными адресными пространствами (PML4 + VMA-деревья). Использует PMM для аллокации PT-страниц и lazy demand-paging. |

Эти уровни связывает **PM Router** — lock-free система каналов для асинхронной
пересылки запросов и ответов между исполнителями.

### 3. Асинхронная модель акторов

PMActor следует модели CSP (Communicating Sequential Processes):

- Каждый актор имеет lock-free MPSC-очередь входящих сообщений.
- Потоки/процессы отправляют запросы (Alloc/Free/Carve) в очередь актора.
- Когда актор получает CPU time, он вызывает `process_messages()` и
  отправляет ответы через PM Router.
- PM Router использует 65536 предварительно выделенных каналов для
  lock-free маршрутизации результатов.

### 4. Виртуальная память с Copy-on-Write

`AddressSpace` поддерживает:
- **Lazy demand-paging**: физическая страница выделяется только при
  page fault'е.
- **Copy-on-Write (COW)**: при fork'е адресного пространства страницы
  разделяются между родителем и потомком; копирование происходит
  при первой записи.
- **Zero-copy shared mappings**: физические страницы, принадлежащие
  capability, могут быть отображены в другое адресное пространство
  без копирования. Владелец страниц — capability, а не VMA.

### 5. Отзыв (Revocation) через lock-free очередь

Система отзыва дескрипторов использует глобальную lock-free кольцевую
очередь `MMU_REVOCATION_QUEUE`. При отзыве capability:
1. Токен capability помещается в очередь.
2. При следующем page fault'е VMM обрабатывает накопленные отзывы.
3. Все VMA, связанные с отозванным токеном, аннулируются.

### 6. Минималистичный дизайн

- `#![no_std]` — никакой стандартной библиотеки.
- `#![no_main]` — точка входа `kmain`.
- Все структуры данных, аллокаторы и драйверы написаны с нуля.
- Единственные внешние зависимости: `limine` (bootloader протокол),
  `embedded-graphics` (шрифты), `bitflags`.