NPUcore IMPACT

NPUCORE-IMPACT !!! [Oskernel2024 LA Faixa #1]

Northwestern Polytechnical University, a primeira entrada do prêmio (sem prêmio especial) para "Concurso de Capacidade de Sistema de Computador para Estudantes Nacionais - Concurso de Design de Sistemas Operacionais (Nacional) - Realização do Kernel da OS Track Loongson La2K1000 Points Track".

Nome da equipe Fonte: NPUCORE influente, três marcas de exclamação representam três membros.

O capitão que foi retirado: [design e adaptação/documento do kernel] Yixu Feng ([email protected])

Super Players: [especialista em depuração] Yifei Zhang ([email protected]), [mestre de hardware] Hanchen Zhang ([email protected]), [suporte fora do campo] Huan Guo (blog pessoal)

Notícias

• 2024.08.20 Envie a defesa final ppt.
• A competição ao vivo em 2024.08.19 foi concluída e o conselho foi lançado com sucesso.
• 2024.07.31 Envie o relatório final completo.
• 2024.06.01 Envie o relatório preliminar completo.
• 2024.05.12 Sistema de arquivos FAT32 Desaparelhamento do sistema.
• 2024.03.31 Pontuações preliminares dos testes de competição.
• 2024.03.20 suporta a adaptação do NPUCORE na faixa de Loongson com sucesso.
• 2024.3.2 Formação formal da equipe.

? Uma frase para a pessoa que viu este armazém:

Para os alunos da Universidade de Tecnologia Xi'an ou de outras escolas que participaram da competição de OS em Loongson Track: se você vir este armazém, significa que você encontrou o local certo. Este é o armazém mais original do nosso impacto npucore, que é uma versão Plus baseada no NPUcore+LA (mais tarde reconstruímos uma nova versão, mas não pode ser encontrada neste armazém). NPUcore-FF deste repositório é a filial de nossa pontuação completa pela primeira vez (sistema de arquivos fat32 ), e a filial ext4 é a filial experimental que adaptamos ao sistema de arquivos ext4 nas finais, mas observe que ext4 não pode ser executada porque não é a versão final da nossa depuração !

A decisão do código para a etapa final de nossa final (Match Online + Segunda Fase) não é totalmente anunciada ao público porque fizemos muitos ajustes nos quinze dias antes da final, como: adaptando-se com êxito ext4 e adicionando muitos novos syscall ... mas o preço é que o tempo é apertado, nosso código é apenas um grande pedaço, e realmente não queremos mostrar a todos que o código é baixo. Portanto, divulgamos apenas publicamente este armazém original para sua referência. Aqui estão meus links de referência recomendados:

1. Se você deseja usar a versão rust do crate baseado em Los Angeles, consulte: NPUCORE-LA2K1000-ARCH

2. Se você quiser saber sobre o processo de depuração de nossa concorrência preliminar, consulte: Reparo de teste preliminar de teste preliminar

3. Se você quiser saber o que fizemos na primeira fase da final, consulte: Documentação Final Fase 1

4. Se você quiser saber o que diferencia nossa versão final NPUcore-IMPACT de outras pessoas, consulte: Defesa Final

5. Se você quiser saber o que fizemos na competição ao vivo, consulte: Concorrência ao vivo

6. Se você quiser saber como finalmente defendemos, consulte: Rascunho do final

7. Se você deseja usar e modificar nosso logo (preciso aprender a usar ae), consulte: LOGO

8. Se você encontrar dificuldades que não mencionamos durante a depuração, consulte: 2024 Segundo Prêmio: NPUCORE-REBIRTH: Eu sou um CAIGOU, 2022 Primeiro prêmio: RISCV NPUCORE original, 2023 Segundo prêmio-npucore+la

9. Se você quiser aprender o processo de construção NPUcore , consulte: NPUCORE-BOOK

10. Se você deseja usar nosso código como baseline , recomendamos o uso (nosso NPUcore-重生之我是菜狗, incluindo parte ext4 ): npucore-lwext4

11. Se você deseja se referir ao nosso formato e modelo de documentos Latex , consulte: NPUCORE-IMPACT-DOC

12. Compilamos Loongson Referência Documento: Baidu NetDisk: Senha 1145

13. Nossos exemplos de teste de concorrência: TestCases Código -fonte, arquivo binário de TestCases

14. Nosso ambiente QEMU : qemu

? ‍? Eu gostaria de dar aos meus juniores as sugestões da competição:

1. Por favor, preste atenção ao conselho. Correr pelo QEMU não é uma corrida real. (A principal diferença entre QEMU e Board é o mapeamento de endereços. Se houver algum problema, olhe nessa direção)
2. Não acredite completamente no hardware do jogo e em seus documentos correspondentes. Cada placa é realmente única. Depois que ocorre um bug de localização, é recomendável olhar para os componentes da placa e ler o código -fonte uboot duas vezes e não estudar a caixa preta.
3. O mesmo código produzirá resultados diferentes em diferentes momentos, temperaturas e posturas no quadro.
4. Espero que meus juniores possam escrever um novo NPUcore do zero, em vez de usar nossa versão antiga. Espero que esta versão seja usada apenas como referência para você.
5. É melhor não aprender diretamente NPUcore durante a fase de aprendizagem, mas faça esse experimento primeiro: xv6-loongarch
6. Sugiro que os juniores não usem cegamente esta versão do NPUcore-IMPACT como sua linha de base, e seu grau de acoplamento é muito, muito alto. Ficamos inúteis há muito tempo para dissociá -lo.
7. Se ainda escolhermos nossa versão FAT32 do NPUcore-IMPACT como sua linha de base, consulte toda a nossa documentação e implemente vfs primeiro, decompe completamente fs e fat32 e, em seguida, considere adicionar um novo sistema de arquivos (se EXT4 ainda for o mainstream no próximo ano) e as chamadas do sistema.
8. NPUcore-IMPACT ainda tem muitas deficiências funcionais. Se você ainda precisar executar o teste ltp no próximo ano, você deve adicionar mais chamadas do sistema (diz -se que você precisa obter uma boa classificação este ano e pode precisar de 200 syscall ).
9. NPUcore2022 otimiza principalmente cache , mas também leva a muitos problemas funcionais. Se houver muitos bugs novos depois, considere isso. Se necessário, você pode abandonar os destaques anteriores.
10. Para o nosso NPUcore-IMPACT atual, faça prioridade ao desempenho. Embora ainda haja muito espaço para otimização no desempenho, as imperfeições na função levarão a não obter um único ponto.
11. Se você escolher Loongson Track (se ainda houver no próximo ano), esteja preparado para ficar completamente inacabado.
12. Se você tiver bastante tempo, com a premissa de melhorar as funções, considere se referir ao Pantheon para otimização de desempenho e tentar se referir ao Alien para adicionar a interface da interface do usuário.
13. Se for para a competição, siga as regras e obtenha principalmente pontuações mais altas. Se necessário, pode ser contra sua intenção original (mas não o recomendamos e você deve prestar atenção à melhoria do seu nível de código/documento/depuração).
14. Se você tiver outras perguntas, entre em contato com nosso endereço de e -mail ou mate -nos sozinho no grupo QQ.
15. Se você deseja reproduzir nosso fenômeno do sistema operacional, consulte o tutorial abaixo.

Configuração do ambiente básico

1. Faça a execução de instalação e instalação do CMake (ferramenta de compilação auxiliar):

sudo apt-get install make
sudo apt-get install cmake

2. Instale a cadeia de compilação da Rust para Loongarch

   • Instale o Rustup (instalador de rust + gerente de versão)

     rustup install nightly-2024-02-03

   • Instalando a cadeia de ferramentas Rust, uma vez que a compilação cruzada da arquitetura Loongarch foi mesclada no upstream, não precisamos instalá-la manualmente atualmente.
     Há um script de detecção automática no Makefile , apenas o comando make subsequente é necessário.

   • Instale a ferramenta de compilação cruzada. Este projeto usa uma ferramenta de compilação que gera Loongarch64 sob x86_64. Loong Arch GCC 13: https://github.com/loongsonlab/oscomp-toolchains-for-oskernel

      wget https://github.com/LoongsonLab/oscomp-toolchains-for-oskernel/releases/download/gcc-13.2.0-loongarch64/gcc-13.2.0-loongarch64-linux-gnu.tgz
     
     tar zxf gcc-13.2.0-loongarch64-linux-gnu.tgz
     
     # 在.bashrc中增加交叉编译器路径。假设当前路径为：/opt/gcc-13.2.0-loongarch64-linux-gnu
     export PATH=${PATH}:/opt/gcc-13.2.0-loongarch64-linux-gnu/bin
     
     # 如果配置正确，输入如下命令
     loongarch64-linux-gnu-gcc -v
     
     #会显示如下：
     Using built-in specs.
     COLLECT_GCC=loongarch64-linux-gnu-gcc
     COLLECT_LTO_WRAPPER=/home/airxs/local/gcc-13.2.0-loongarch64-linux-gnu/bin/../libexec/gcc/loongarch64-linux-gnu/13.2.0/lto-wrapper
     Target: loongarch64-linux-gnu
     Configured with: ../configure --prefix=/home/airxs/user/gnu/cross-tools --build=x86_64-cross-linux-gnu --host=x86_64-cross-linux-gnu --target=loongarch64-linux-gnu --with-sysroot=/home/airxs/user/gnu/cross-tools/sysroot --with-mpfr=/home/airxs/user/gnu/cross-tools --with-gmp=/home/airxs/user/gnu/cross-tools --with-mpc=/home/airxs/user/gnu/cross-tools --enable-__cxa_atexit --enable-threads=posix --with-system-zlib --enable-libstdcxx-time --enable-checking=release --enable-default-pie --enable-languages=c,c++,fortran,objc,obj-c++,lto
     Thread model: posix
     Supported LTO compression algorithms: zlib
     gcc version 13.2.0 (GCC) 
     

3. Se houver um erro em perder alguns arquivos da biblioteca e compilação de código de ferrugem, é recomendável tentar make clean , exclua a carga.Lock na pasta correspondente, tente excluir o limite da versão no cargo.toml e depois recompile.

Modo de operação e efeito de operação

Basta make -lo diretamente na linha de comando do diretório raiz. Recomenda -se executá -lo primeiro para facilitar a instalação e a familiaridade do ambiente.

Em circunstâncias normais, os seguintes efeitos operacionais devem ser mostrados:

ram=0x1f17f00
length=852992 must be 16777216 bytes,run command:
trucate -s 16777216 file
to resize file
oobsize = 64





_ __ __ _ _ ___ ___ __ _ _ / ___ __ 
| | | | | |  | | __ [__ | | |  | | | __ |  |
| ___ | __ | | __ | | | | __] ___] | __ | | |  | __] | __/ /

Trying to boot from SPI


U-Boot 2022.04 (Jan 26 2024 - 15:42:00 +0800)

CPU: LA264
Speed: Cpu @ 900 MHz/ Mem @ 400 MHz/ Bus @ 125 MHz
Model: loongson-2k1000
Board: LS2K1000-DP
DRAM: 1 GiB
Core: 74 devices, 20 uclasses, devicetree: board
cam_disable:1, vpu_disable:1, pcie0_enable:0, pcie1_enable:1
Loading Environment from SPIFlash... SF: Detected gd25q128 with page size 256 Bytes, erase size 4 KiB, total 16 MiB
*** Warning - bad CRC, using default environment

Cannot get ddc bus
In: serial
Out: serial
Err: serial vidconsole

eth0: using random MAC address - f2:ef:a7:28:76:cd

eth1: using random MAC address - 82:98:7e:f2:f8:e4
Net: Could not get PHY for mdio@0: addr 0
Could not get PHY for mdio@1: addr 0
3No ethernet found.

************************** Notice **************************
Press c to enter u-boot console, m to enter boot menu

************************************************************
Bus otg@40000000: dwc2_usb otg@40000000: Core Release: 0.000
dwc2_usb otg@40000000: SNPSID invalid (not DWC2 OTG device): 00000000
Port not available.
Bus ehci@40060000: USB EHCI 1.00
Bus ohci@40070000: USB OHCI 1.0
scanning bus ehci@40060000 for devices... 3 USB Device(s) found
scanning bus ohci@40070000 for devices... 1 USB Device(s) found
init ls_trigger_boot and set it default value
init ls_trigger_u_kernel and set it default value
init ls_trigger_u_rootfs and set it default value
init ls_trigger_u_uboot and set it default value
Saving Environment to SPIFlash... Erasing SPI flash...Writing to SPI flash...done
OK
Autoboot in 0 seconds
SF: Detected gd25q128 with page size 256 Bytes, erase size 4 KiB, total 16 MiB
device 0 offset 0xf0000, size 0x10000
SF: 65536 bytes @ 0xf0000 Read: OK

Reset SCSI
scanning bus for devices...
Target spinup took 0 ms.
Target spinup took 0 ms.
Target spinup took 0 ms.
SATA link 3 timeout.
SATA link 4 timeout.
SATA link 5 timeout.
AHCI 0001.0000 32 slots 6 ports 1.5 Gbps 0x3f impl SATA mode
flags: 64bit ncq only
Device 0: (0:0) Vendor: ATA Prod.: QEMU HARDDISK Rev: 2.5+
Type: Hard Disk
Capacity: 100.0 MB = 0.0 GB (204800 x 512)
Device 1: (1:0) Vendor: ATA Prod.: QEMU HARDDISK Rev: 2.5+
Type: Hard Disk
Capacity: 1024.0 MB = 1.0 GB (2097152 x 512)
Device 2: (2:0) Vendor: ATA Prod.: QEMU HARDDISK Rev: 2.5+
Type: Hard Disk
Capacity: 1024.0 MB = 1.0 GB (2097152 x 512)
** No partition table - scsi 0 **
Couldn ' t find partition scsi 0:1
Can ' t set block device
Wrong Image Format for bootm command
ERROR: can ' t get kernel image!
Bootcmd="setenv bootargs ${bootargs} root=/dev/sda${syspart} mtdparts=${mtdparts} video=${video}; sf probe;sf read ${fdt_addr} dtb;scsi reset;ext4load scsi 0:${syspart} ${loadaddr} /boot/uImage;bootm "
Boot Kernel failed. Kernel not found or bad.
=>
=>
=>
=> fatload scsi 0 ${loadaddr} /kernel.bin;go ${loadaddr};
47739944 bytes read in 761 ms (59.8 MiB/s)
## Starting application at 0x9000000090000000 ...
[kernel] NPUcore-IMAPCT!!! ENTER!
[kernel] UART address: 0x1fe20000
[bootstrap_init] PRCfg1 { SAVE reg. number: 8, Timer bits: 48, max vector entry spacing: 7 }
[kernel] Console initialized.
last 37479 Physical Frames.
.text [0x90000000, 0x90069000)
.rodata [0x90069000, 0x90075000)
.data [0x90081000, 0x92d88000)
.bss [0x92d88000, 0x96d99000)
mapping .text section
mapping .rodata section
mapping .data section
mapping .bss section
mapping physical memory
mapping memory-mapped registers
[get_timer_freq_first_time] clk freq: 100000000(from CPUCFG)
[CPUCFG 0x0] 1351680
[CPUCFG 0x1] 66253566
[CPUCFG 0x2] 6341127
[CPUCFG 0x3] 3327
[CPUCFG 0x4] 100000000
[CPUCFG 0x5] 65537
[CPUCFG 0x6] 0
[CPUCFG 0x10] 11325
[CPUCFG 0x11] 0
[CPUCFG 0x12] 0
[CPUCFG 0x13] 0
[CPUCFG 0x14] 0
Misc { 32-bit addr plv(1,2,3):: false,false,false, rdtime allowed for plv(1,2,3):: false,false,false, Disable dirty bit check for plv(0,1,2):: false,false,false, Misalignment check for plv(0,1,2,4):: false,false,false,false }
RVACfg { rbits: 0 }
[machine_init] MMAP_BASE: 0xffffff8000000000
[kernel] Hello, world!
Testing execve :
========== START test_execve ==========
I am test_echo.
execve success.
========== END main ==========
Testing brk :
========== START test_brk ==========
Before alloc,heap pos: 12288
After alloc,heap pos: 12352
Alloc again,heap pos: 12416
========== END test_brk ==========
Testing chdir :
========== START test_chdir ==========
chdir ret: 0
current working dir : /test_chdir
========== END test_chdir ==========
Testing clone :
========== START test_clone ==========
Child says successfully!
clone process successfully.
pid:3
========== END test_clone ==========
Testing close :
========== START test_close ==========
close 3 success.
========== END test_close ==========
Testing dup2 :
========== START test_dup2 ==========
from fd 100
========== END test_dup2 ==========
Testing dup :
========== START test_dup ==========
new fd is 3.
========== END test_dup ==========
Testing exit :
========== START test_exit ==========
exit OK.
========== END test_exit ==========
Testing fork :
========== START test_fork ==========
child process.
parent process. wstatus:0
========== END test_fork ==========
Testing fstat :
========== START test_fstat ==========
fstat ret: 0
fstat: dev: 2048, inode: 5784, mode: 33279, nlink: 1, size: 52, atime: 0, mtime: 0, ctime: 0
========== END test_fstat ==========
Testing getcwd :
========== START test_getcwd ==========
getcwd: / successfully!
========== END test_getcwd ==========
Testing getdents :
========== START test_getdents ==========
open fd:3
getdents fd:456
getdents success.
lib

========== END test_getdents ==========
Testing getpid :
========== START test_getpid ==========
getpid success.
pid = 2
========== END test_getpid ==========
Testing getppid :
========== START test_getppid ==========
getppid success. ppid : 1
========== END test_getppid ==========
Testing gettimeofday :
========== START test_gettimeofday ==========
gettimeofday success.
start:12098, end:12163
interval: 65
========== END test_gettimeofday ==========
Testing mkdir_ :
========== START test_mkdir ==========
mkdir ret: -17
mkdir success.
========== END test_mkdir ==========
Testing mmap :
========== START test_mmap ==========
file len: 27
mmap content: Hello, mmap successfully!
========== END test_mmap ==========
Testing mount :
========== START test_mount ==========
Mounting dev:/dev/vdb to ./mnt
mount return: 0
mount successfully
umount return: 0
========== END test_mount ==========
Testing munmap :
========== START test_munmap ==========
file len: 27
munmap return: 0
munmap successfully!
========== END test_munmap ==========
Testing open :
========== START test_open ==========
Hi, this is a text file.
syscalls testing success!

========== END test_open ==========
Testing openat :
========== START test_openat ==========
open dir fd: 3
openat fd: 4
openat success.
========== END test_openat ==========
Testing pipe :
========== START test_pipe ==========
cpid: 3
cpid: 0
Write to pipe successfully.

========== END test_pipe ==========
Testing read :
========== START test_read ==========
Hi, this is a text file.
syscalls testing success!

========== END test_read ==========
Testing sleep :
========== START test_sleep ==========
sleep success.
========== END test_sleep ==========
Testing times :
========== START test_times ==========
mytimes success
{tms_utime:274200, tms_stime:0, tms_cutime:0, tms_cstime:0}
========== END test_times ==========
Testing umount :
========== START test_umount ==========
Mounting dev:/dev/vda2 to ./mnt
mount return: 0
umount success.
return: 0
========== END test_umount ==========
Testing uname :
========== START test_uname ==========
Uname: Linux debian 5.10.0-7-riscv64 #1 SMP Debian 5.10.40-1 (2021-05-28) riscv64
========== END test_uname ==========
Testing unlink :
========== START test_unlink ==========
unlink success!
========== END test_unlink ==========
Testing wait :
========== START test_wait ==========
This is child process
wait child success.
wstatus: 0
========== END test_wait ==========
Testing waitpid :
========== START test_waitpid ==========
This is child process
waitpid successfully.
wstatus: 3
========== END test_waitpid ==========
Testing write :
========== START test_write ==========
Hello operating system contest.
========== END test_write ==========
Testing yield :
========== START test_yield ==========
I am child process: 3. iteration 0.
I am child process: 4. iteration 1.
I am child process: 3. iteration 0.
I am child process: 4. iteration 1.
I am child process: 5. iteration 2.
I am child process: 3. iteration 0.
I am child process: 4. iteration 1.
I am child process: 5. iteration 2.
I am child process: 3. iteration 0.
I am child process: 4. iteration 1.
I am child process: 5. iteration 2.
I am child process: 3. iteration 0.
I am child process: 4. iteration 1.
I am child process: 5. iteration 2.
I am child process: 5. iteration 2.
========== END test_yield ==========
[initproc] test finish

Execução de saída após imprimir um grande número de resultados de teste.

Explicação das opções disponíveis no Makefile

Compilação e operação do kernel

Observe que adicionar log = rastrear após o comando pode ativar todos os logs de rastreamento e acima. Os logs são divididos em rastreamento, depuração, informação, aviso, erro de baixo para alto.
make run : Compilar o sistema e executar testes de máquina virtual
make gdb : Execute o modo de depuração (preciso ser usado com GDB), inicie a máquina virtual, mas não execute

outro

make clean : Limpe os projetos compilados (incluindo programas de usuário, sistemas e imagens de gordura)