本章概述了如何组织操作系统来实现这三个要求。事实证明,有很多方法可以做到这一点,但是本文侧重于以宏内核为中心的主流设计,许多Unix操作系统都使用这种内核。本章还概述了xv6进程(它是xv6中的隔离单元)以及xv6启动时第一个进程的创建。
在RISC-V中有三种事件会使得CPU放弃对当前执行的程序的运行转而去处理这些事件.
有三种事件会导致CPU搁置普通指令的执行,并强制将控制权转移到处理该事件的特殊代码上:
上一篇文章中,我们通过源码跟踪了整个Trap的执行流程,本文追踪我们通过Debug的方式,来验证上一篇文章的说法。
本系列参考: 学习开发一个RISC-V上的操作系统 - 汪辰 - 2021春 整理而来,主要作为xv6操作系统学习的一个前置基础。
RISC-V指令集中有一类特殊寄存器CSRs(Control and Status Registers),这类寄存器存储了CPU的相关信息,只有特定的控制状态寄存器指令 (csrrc、csrrs、csrrw、csrrci、csrrsi、csrrwi等)才能够读写CSRs。
MIT_6.s081_Lab4:Xv6 and Trap 于2022年3月5日2022年3月5日由Sukuna发布 Lab4_1 RISC-V Assembly 我们需要运行对call.c这份代码的编译,然后回答一些问题 make fs.img编译之后我们可以找到下面的 int g(int x) { 0: 1141 addi sp,sp,-16 2: e422 sd s0,8(sp) 4: 0800
火币生态链 Huobi ECO Chain(HECO)是一个去中心化高效节能公链,也是火币开放平台推出的首个产品,在支撑高性能交易得基础上,实现智能合约的兼容。
github地址:https://github.com/yunwei37/os-summer-of-code-daily
本实验探索如何使用陷阱实现系统调用。您将首先使用栈做一个热身练习,然后实现一个用户级陷阱处理的示例。
本文主要梳理riscv32在qemu的移植过程,将通过几天时间将其整理和最小系统的bring up。为了保证代码的可维护性,所有修改符合rt-thread bsp制作规范。目标就是riscv32 qemu 上运行rt-thread。以RT-Thread v4.0.3 released为工程代码的基线,进行开发移植工作。
本文将开始详细讲解RISC-V指令集。CPU中包含32个通用寄存器,有时候也会被称为通用寄存器文件,如图1所示。通用寄存器的命名方式为X0-X31。其中第一个寄存器X0的值,被硬连线到0,因此值永远是0。其他寄存器X1-X31都是可读可写的。0-31也叫做索引号,索引号也可以理解为寄存器的地址,当指令需要调用通用寄存器时可以通过索引号查找。之后将会在介绍FPGA程序时讲解如何设计读写寄存器文件。对于32位系统,所有通用寄存器的宽度都是32bit,寄存器总个数也是32个。
不同的处理器指令集不一样,而汇编语言中都是一条条指令,所以不同处理器对应的汇编语言必然不一样。
线程可以认为是一种在有多个任务时简化编程的抽象。一个线程可以认为是串行执行代码的单元。如果你写了一个程序只是按顺序执行代码,那么你可以认为这个程序就是个单线程程序,这是对于线程的一种宽松的定义。虽然人们对于线程有很多不同的定义,在这里,我们认为线程就是单个串行执行代码的单元,它只占用一个CPU并且以普通的方式一个接一个的执行指令。
从2010年开始的RISC-V 项目,已经有10年的时间,RISC-V基金会先后批准了RISC-V Base ISA, Privileged Architecture,Processor Trace等规范。RISC-V对Linux的基本支持也已经完成。本文尝试通俗易懂的介绍RISC-V对于Linux的基本支持,包括指令集和异常处理。内存管理,迁移到RISC-V,UEFI,KVM等支持,欢迎继续关注本公众号。
一个设备驱动程序就是操作系统对特定的设备进行管理的程序,这些程序让设备执行操作,并且处理设备引起的中断,并且与因为设备I/O而被阻塞的进程.设备驱动程序往往非常难设计,因为设备和设备驱动程序是一起工作的,而且编写设备驱动程序需要对硬件接口有着深入的了解,这一点往往非常难.
当前riscv的中断控制器部分比较简单,不像arm那样复杂,设计的简单分析起来就比较容易理解清楚。相比于ARM的GIC,RISC-V这一套CLINT与PLINT简直太容易理解了。或许是因为ARM迭代的时间很长,积累了很多设计上的经验,RISCV还需要经过实际的市场的考验,才能真正的看到中断控制这一块的设计到底是否简洁并且设计合理。
这是 os summer of code 2020 项目每日记录的一部分: 每日记录github地址(包含根据实验指导实现的每个阶段的代码):https://github.com/yunwei37/os-summer-of-code-daily
用FPGA制作一个CPU想想是不是很酷?刚入门那时的确是件很酷的事情,因为那时候还是NISO II和MicroBlaze软核大行其道的时候,现在各种嵌入硬核的FPGA是越来越常见了,性价比也越来越高了,唯一的缺点就是可能功耗有点高。今天就分享一下当时自己做CPU是收集的资料,主要包括:
This lab explores how system calls are implemented using traps. You will first do a warm-up exercises with stacks and then you will implement an example of user-level trap handling.
下图是一台Athena计算机(注,MIT内部共享使用的计算机)的top指令输出。如果你查看Mem这一行:
第一次听到RISC-V这个词大概是两年前,当时觉得它也就是和MIPS这些CPU架构没什么区别,因此也就不以为然了。直到去年,RISC-V这个词开始频繁地出现在微信和其他网站上,此时我再也不能无动于衷了,于是开始在网上搜索有关它的资料,开始知道有SiFive这个网站,知道SiFive出了好几款RISC-V的开发板。可是最便宜的那一块开发板都要700多RMB,最后还是忍痛出手了一块。由于平时上班比较忙,所以玩这块板子的时间并不多,也就是晚上下班后和周末玩玩,自己照着芯片手册写了几个例程在板子上跑跑而已。
文件riscv64gc_unknown_fuchsia.rs位于Rust源代码中的rustc_target/src/spec目录下,它的作用是为RISC-V 64位架构提供目标特定的配置和特性定义。
当x86系列的PC机启动的时候,首先会执行BIOS程序,BIOS程序一般会存放在固定的ROM中,一般在磁盘固定扇区中.BIOS 的作用是在启动时进行硬件的准备工作,接着BIOS程序会把控制权递交给操作系统.具体来说,BIOS会把控制权递交给从引导扇区中的固定的代码中(BIOS会把引导扇区存储的代码加载到内存0x7c00处),接着引导程序会把操作系统内核载入到内存中,控制权递交给内核,程序是M态的.
在Rust源代码的rust/compiler/rustc_target/src/asm/spirv.rs文件中,实现了对SPIR-V(Standard Portable Intermediate Representation for Vulkan)汇编语言的支持。
Rust语言是二十一世纪的语言新星。Rust被人广泛承认的一点,就是因为它能运行在多样的目标上,从桌面和服务器设备,到资源有限的嵌入式设备。 我们可以用适合来评价一门语言和技术。Rust非常适合开发嵌入式应用,它是一种和C相仿的、能应用于嵌入式设备开发的编程语言。 操作系统都是从裸机设备开始运行的,Rust语言的这一点也意味着,它能很好地用于编写操作系统。无论是应用层还是内核本身,Rust都是极富竞争力、值得投入时间的技术选项。
处理器只能识别机器指令,不能识别汇编指令。汇编语言是直接面向处理器的程序设计语言,并且操作的对象不是数据,而是寄存器、内存。
上一篇RISC-V 简介(1)RISC-V的由来对RISC-V发展的背景进行了描述,通过与CISC架构的比较,以及与其他RISC架构的比较,将RISC-V的重要性和优势简单列了出来。本文将简单介绍RISC-V的指令集特点及分类。
本文主要介绍汇编语言程序设计中跑马灯程序的设计要求,GPIO的概念和相关硬件知识,为之后分析汇编程序做准备。
输入 file ./kernel/kernel载入符号表,然后target remote loaclhost:26000即可:
FPGA设计中在IP核的提供方式上,通常将其分为软核、固核和硬核这3类。软核(Soft IP Core) : 软核在EDA 设计领域指的是综合之前的寄存器传输级(RTL) 模型;通常遍是指以HDL代码(Verilog,VHDL...)为形式的可综合源代码;固核(Firm IP Core) :固核在EDA 设计领域指的是带有平面规划信息的网表;硬核 (Hard IP Core) :硬核在EDA 设计领域指经过验证的设计版图。软核只经过功能仿真,需要经过综合以及布局布线才能使用。其优点是灵活性高、可移植性强,允许用户自配置。软核处理器是指利用HDL语言描述的处理器功能代码,用于实现处理器的所需要的各种功能。
Hadoop分布式文件系统(HDFS)将文件分成多个块存在不同的Datanode中,每个Datanode里的文件块都会有副本存在其他的Datanode中。当某个文件块丢失了,可以使用其副本替代,从而不会导致整个文件的损坏。
rust/compiler/rustc_target/src/spec/mipsel_unknown_linux_uclibc.rs文件的作用是定义了Rust编译器的MIPS小端架构的目标描述符(target descriptor)和特定于该目标的特性和配置。
(1)、PULPino datasheet:https://github.com/pulp-platform/pulpino/blob/master/doc/datasheet/datasheet.pdf
页表是操作系统为每个进程提供私有地址空间和内存的机制。页表决定了内存地址的含义,以及物理内存的哪些部分可以访问。它们允许xv6隔离不同进程的地址空间,并将它们复用到单个物理内存上。
该文件(rust/compiler/rustc_target/src/spec/mips_unknown_linux_gnu.rs)是Rust编译器针对MIPS架构上的Linux系统的目标描述文件。它的作用是定义了在这个目标上编译时的一些配置和规则。
众多RISC精简指令集架构中,MIPS架构是最优雅的”舞者”。就连它的竞争者也为其强大的影响力所折服。DEC公司的Alpha指令集(现在已被放弃)和HP的Precision都受其影响。虽说,优雅不足以让其在残酷的市场中固若金汤,但是,MIPS架构还是以最简单的设计成为每一代CPU架构中,执行效率最快的那一个。
RISC表示精简指令集,英文全称是Ruduced Instruction Set ComputerV表示第五代。RISC-V指令集有这些优点:设计简洁、模块化、开源和有丰富的软件生态。
指令集架构(Instruction Set Architecture, ISA),是一种抽象模型,包括指令集,寄存器,内存处理,寻址模式,中断和异常处理,以及外部的I/0接口。指令集包括一系列的操作码(opcode),或机器码(machine code),以及特定处理器执行的基本命令。ISA以不依赖于其实现特性方式,指定了在其实现上运行机器码的行为。中央处理器(central processing unit, CPU)可以看作是ISA的实现。
计算机的体系结构是关于计算机自身的系统架构,而软件指令集架构在计算机体系结构中处于核心地位,因为软件和硬件之间都是通过软件指令集架构(ISA)来对话的。
为了清楚地表达每个ARM应用实例所使用的指令集,ARM公司定义了8种主要的ARM指令集体系结构版本,以版本号V1~V8表示。
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