Change target arch to RISCV32IMA. Recover some dependencies.

docs/RISCV.md

@@ -9,17 +9,27 @@
 
 ## Rust-RISCV
 
-### 目标指令集：RISCV32IA
+### 目标指令集：RISCV32IMA
 
-target: riscv32ia_unknown_none
+target: riscv32ima_unknown_none
 
-由于工具链二进制版本尚未内置`riscv32ia_unknown_none`的target，因此需提供配置文件：`riscv32-blog_os.json`。
+由于工具链二进制版本尚未内置此target，因此需提供配置文件：`riscv32-blog_os.json`。
 
-为什么要用原子指令扩展？
+理想情况下，目标指令集应为RISCV32G，即使用全部扩展。但考虑到要把它跑在我们自己实现的CPU上，指令集应该尽量精简，即最好是RISCV32I。此外：
 
-RustOS依赖的库中，大部分都使用了Rust核心库的原子操作（core::sync::atomic）。
+* 为什么用原子指令扩展？
 
-如果目标指令集不支持原子操作，会导致无法编译。
+  RustOS依赖的库中，大部分都使用了Rust核心库的原子操作（core::sync::atomic）。
+
+  如果目标指令集不支持原子操作，会导致无法编译。
+
+  然而LLVM后端尚不完全支持原子指令扩展，因此这条路可能走不通，需要魔改Rust标准库。
+
+* 为什么用乘除指令扩展？
+
+  Rust核心库中fmt模块会使用乘除运算，若不使用乘除指令，则会依赖LLVM提供的内置函数进行软计算，导致链接错误。这一问题理论上可以通过在xargo中设置依赖compiler-builtin解决。但如此操作后，仍有一个函数`__mulsi3`缺失（32×32）。经查，compiler-builtin中实现了类似的`__muldi3`函数（64×64)，所以理论上可以用它手动实现前者。但如此操作后，还是不对，实验表明`__muldi3`本身也是不正确的。
+
+  总之，没有成功配置不使用M扩展的编译环境，不过日后解决这一问题并不困难。
 
 ## BootLoader
 
@@ -27,3 +37,9 @@ RustOS依赖的库中，大部分都使用了Rust核心库的原子操作（core
 
 然而官方版本和bbl-ucore中的fork版本都无法正常编译，使用的是[ucore_os_lab中的修改版本](https://github.com/chyyuu/ucore_os_lab/tree/riscv32-priv-1.10/riscv-pk)。
 
+bbl-ucore使用RISCV1.9的bbl，ucore_os_lab使用RISCV1.10的bbl。后者相比前者，去掉了对内核的内存映射，因此需保证虚实地址一致。
+
+注：事实上ucore_os_lab中的虚实地址并不一致，且没有内存映射，但依然能够运行，应该是由于编译器生成的所有跳转都使用相对偏移。而Rust编译器会生成绝对地址跳转，因此若虚实不一致会导致非法访存。
+
+
+

riscv32-blog_os.json

@@ -7,7 +7,7 @@
   "os": "none",
   "arch": "riscv",
   "cpu": "generic-rv32",
-  "features": "+a",
+  "features": "+m,+a",
   "max-atomic-width": "32",
   "linker": "ld.lld",
   "linker-flavor": "ld",

src/io/riscv_io.rs

@@ -0,0 +1,20 @@
+// FIXME: merge to x86_64 io
+
+use core::fmt;
+
+macro_rules! print {
+    ($($arg:tt)*) => ({
+        $crate::io::print(format_args!($($arg)*));
+    });
+}
+
+macro_rules! println {
+    ($fmt:expr) => (print!(concat!($fmt, "\n")));
+    ($fmt:expr, $($arg:tt)*) => (print!(concat!($fmt, "\n"), $($arg)*));
+}
+
+pub fn print(args: fmt::Arguments) {
+    use arch::serial::SerialPort;
+    use core::fmt::Write;
+    SerialPort.write_fmt(args).unwrap();
+}

src/lang.rs

@@ -23,7 +23,9 @@ pub fn panic(info: &PanicInfo) -> ! {
 
 #[cfg(target_arch = "riscv")]
 #[lang = "panic_fmt"]
-unsafe extern "C" fn panic_fmt(_fmt: ::core::fmt::Arguments, _file: &'static str, _line: u32, _col: u32) -> ! {
+#[no_mangle]
+pub fn panic_fmt(fmt: ::core::fmt::Arguments, file: &'static str, line: u32, col: u32) -> ! {
+    println!("\n\nPANIC in {} at {}:{}\n    {}", file, line, col, fmt);
     loop {}
 }