mirror of
https://github.com/rcore-os/rCore.git
synced 2024-11-27 02:03:29 +04:00
114 lines
3.7 KiB
Markdown
114 lines
3.7 KiB
Markdown
|
# 2018操作系统专题训练
|
|||
|
|
|
|||
|
|
# 最终报告
|
|||
|
|
|
|||
|
|
计53 王润基 2015011279
|
|||
|
|
|
|||
|
|
2018.12.27
|
|||
|
|
|
|||
|
|
## 本学期工作总结
|
|||
|
|
|
|||
|
|
* 实现各平台多核启动和调度
|
|||
|
|
* 完善文件系统相关功能
|
|||
|
|
* 实现NoMMU，RISCV M-Mode，RV64，K210支持
|
|||
|
|
|
|||
|
|
## 后半学期任务报告
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### NoMMU
|
|||
|
|
|
|||
|
|
#### 原理
|
|||
|
|
|
|||
|
|
* 去掉内存分页映射机制，将用户程序加载到任意地址运行
|
|||
|
|
* 内核为剩余物理内存空间建立另一个堆分配器（原来是用作物理帧）
|
|||
|
|
* 当加载用户程序时，分配一段连续内存空间，并计算新的入口地址
|
|||
|
|
|
|||
|
|
#### 位置无关代码
|
|||
|
|
|
|||
|
|
- 用户程序需使用**相对寻址**：
|
|||
|
|
- 代码段使用相对跳转
|
|||
|
|
- 数据段使用相对寻址，或去GOT（全局偏移表）查询地址
|
|||
|
|
- 为此需添加编译选项：
|
|||
|
|
- 编译时`-fPIC`（位置无关代码）
|
|||
|
|
- 链接时`-pie`（位置无关可执行程序）
|
|||
|
|
- 原来ucore编译出的用户程序：x86绝对寻址，RISCV相对寻址
|
|||
|
|
|
|||
|
|
有待完善的地方：
|
|||
|
|
|
|||
|
|
* 实现GOT表的填写，即可支持代码段和数据段分别分配地址
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### RISCV M-Mode
|
|||
|
|
|
|||
|
|
将现有的运行于S态的kernel移植到M态。
|
|||
|
|
|
|||
|
|
BBL为kernel提供了很多底层功能，因此需要保留。
|
|||
|
|
|
|||
|
|
#### 具体任务
|
|||
|
|
|
|||
|
|
* 去掉分页机制（NoMMU）
|
|||
|
|
* 让BBL保持M态进入kernel
|
|||
|
|
* 将kernel中操作的S-CSR改为M-CSR
|
|||
|
|
* 融合kernel和BBL的运行环境
|
|||
|
|
|
|||
|
|
#### BBL提供的功能
|
|||
|
|
|
|||
|
|
* SBI：getchar，putchar，IPI
|
|||
|
|
* 时间与时钟中断：模拟rdtime，提供set_timer()
|
|||
|
|
* CPU不支持的指令模拟：乘除、浮点等
|
|||
|
|
|
|||
|
|
#### 融合kernel和BBL
|
|||
|
|
|
|||
|
|
* 中断：原来kernel和BBL各有一套中断处理流程，融合后以kernel的为主体
|
|||
|
|
* SBI：BBL将相关函数符号传给kernel（BBL的角色变为静态库）
|
|||
|
|
* 委托中断处理：当发生`IllegalInst`和`MachineEcall`异常时，调用BBL的函数处理
|
|||
|
|
|
|||
|
|
#### 问题
|
|||
|
|
|
|||
|
|
* QEMU中`mie.MEIE`（M态外设中断）不可开启，可能是个Bug。导致串口中断不工作，只能使用轮询方式getchar。
|
|||
|
|
* M态BBL是否还有存在的意义？
|
|||
|
|
* RV下boot十分简单
|
|||
|
|
* BBL依赖FDT（设备树）初始化外设，但一般只有M态的开发版都不提供FDT。
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### RV64 & K210
|
|||
|
|
|
|||
|
|
* 基于dzy同学的两阶段编译流程：Rust=>LLVM-IR=>Machine
|
|||
|
|
|
|||
|
|
* 12月17日LLVM master已经完善地支持rv64，RustOS完整编译通过
|
|||
|
|
* 此后配合dzy完成rv64移植
|
|||
|
|
|
|||
|
|
#### 地址空间处理
|
|||
|
|
|
|||
|
|
* llc不支持code-model=medium，即位于任意地址4G范围内
|
|||
|
|
* 对此张蔚同学做了一个patch，但编译RustOS仍有问题，因此没用上
|
|||
|
|
* 于是目前只能将代码和数据放在+-2G区域，即[0,0x7fffffff], [0xffffffff_80000000, 0xffffffff_ffffffff]
|
|||
|
|
* 在QEMU/HiFiveU上，支持S态、有页机制。因此将地址放在0xffffffff_80000000。需在BBL中设置初始页表并建立好映射，然后再进入S态Kernel
|
|||
|
|
* K210上RAM位于0x80000000，但也可以通过0x40000000访问（无cache）。因此将地址放在0x40000000。
|
|||
|
|
|
|||
|
|
#### K210适配
|
|||
|
|
|
|||
|
|
* 主要参考官方SDK
|
|||
|
|
* 串口：
|
|||
|
|
* 使用UARTHS，和普通UART规范不一致
|
|||
|
|
* 在boot阶段就初始化好，方便调试
|
|||
|
|
* TODO：串口事件中断
|
|||
|
|
* 原子操作：
|
|||
|
|
- 原子指令对0x40000000地址区无效（？？？）
|
|||
|
|
- 解决方法：在自己实现的`__atomic_*`函数中将地址移到0x80000000处。
|
|||
|
|
* 多核：
|
|||
|
|
* reset后同时开始运行，不需额外boot
|
|||
|
|
* 目前只用了单核，因为还有Bug……
|
|||
|
|
* 时钟中断：
|
|||
|
|
* SDK中的处理较为复杂，懒得重新造轮子
|
|||
|
|
* 将SDK编译为静态库，链接到kernel，kernel导入符号使用
|
|||
|
|
* 修复前期M-Mode的Bug
|
|||
|
|
|
|||
|
|
#### 搞K210的困难
|
|||
|
|
|
|||
|
|
* 没有完整的模拟器（其实部分也够了）
|
|||
|
|
* 烧程序慢，导致实验验证周期长（提高波特率：2min->0.5min）
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 其它
|
|||
|
|
|
|||
|
|
* 适配 Rust 2018 edition
|
|||
|
|
* 实现文件内存映射，用户程序内存均延迟分配，以后可实现mmap
|
|||
|
|
|