หน้าแรก>การเขียนโปรแกรมที่เกี่ยวข้อง>ซอร์สโค้ดอื่น ๆ
ดาวน์โหลด

คำนำสำหรับนักธุรกิจ

แหล่งที่มา

โครงการนี้มาจากที่เก็บ华中科技大学操作系统团队 / RISCV-PKE

โครงสร้าง

อย่างที่คุณเห็นใน สาขา แต่ละสาขาสอดคล้องกับระดับด้วยคำอธิบายที่กระชับ

ตูตู

การใช้งาน

นี่ ไม่ใช่ แพ็คเกจที่ใช้งานได้ในพื้นที่เพราะฉันไม่ได้ทำงานคอมไพล์ใด ๆ เลย เพียงแค่ถือว่าเป็นคำตอบของจุดตรวจในการประเมินออนไลน์ ของ Educoder หากคุณต้องการเรียกใช้โครงการนี้ในพื้นที่โปรดอ่านและหาทางใน ReadMe อย่างเป็นทางการ

คำเตือน

คำนำนี้จะแสดงในสาขาเริ่มต้นเท่านั้น

เกี่ยวกับ RISCV-PKE (เคอร์เนลพร็อกซีเพื่อการศึกษาหรือที่รู้จักกันในชื่อ PKE)

เอกสารในภาษาจีนสามารถพบได้ที่นี่ ยังไม่มีเอกสารเฉพาะในภาษาอังกฤษ แต่ความคิดเห็นในบรรทัดในรหัสของเรารวมถึงชื่อที่อธิบายตนเองสำหรับตัวแปรและฟังก์ชั่นจะช่วยในการเดินทางของ PKE ของคุณ

PKE เป็นโครงการโอเพ่นซอร์ส (ดูใบอนุญาตสำหรับข้อมูลใบอนุญาต) เพื่อวัตถุประสงค์ทางการศึกษาของระบบวิศวกรรมระบบปฏิบัติการ/หลักสูตรวิศวกรรมระบบคอมพิวเตอร์ที่มอบให้กับนักศึกษาระดับปริญญาตรีที่ออกเสียงใน CS (วิทยาการคอมพิวเตอร์) หรือ EECs (วิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์) ในมหาวิทยาลัย

PKE ให้บริการห้องปฏิบัติการที่ครอบคลุมจุดความรู้ด้านวิศวกรรมของระบบปฏิบัติการรวมถึงองค์กรคอมพิวเตอร์/สถาปัตยกรรมบางแห่งรวมถึง:

LAB1 (3 Labs Basic+2 Challenge Labs): กับดัก (SyScalls), ข้อยกเว้นและการขัดจังหวะ (IRQs ในคำศัพท์ Intel)

LAB2 (3 Labs Basic+2 Challenge Labs): การจัดการหน่วยความจำ

LAB3 (3 ห้องปฏิบัติการพื้นฐาน+2 ห้องปฏิบัติการท้าทาย): กระบวนการ

LAB4 (3 ห้องปฏิบัติการพื้นฐาน): อุปกรณ์และไฟล์ (ดำเนินการบนบอร์ด PYNQ FPGA + รถของเล่น Arduino)

การทดลองใน repo อาจแตกต่างกัน (กับห้องปฏิบัติการจริงมากขึ้น) จากรายการด้านบนเมื่อเวลาผ่านไป

จากมุมของการศึกษาเกี่ยวกับวิศวกรรมระบบปฏิบัติการแตกต่างจากโครงการการศึกษาระบบปฏิบัติการที่มีชื่อเสียงหลายแห่ง (เช่น XV6 ( JOS เมื่อ ก่อน หน้านี้) ใช้ใน MIT 6.828 และ Ucore สอนในมหาวิทยาลัย Tsinghua) ที่ใช้เมล็ดปฏิบัติการที่สมบูรณ์หรือใกล้เคียง

PKE ถูกสร้างขึ้นรอบ ๆ แนวคิดของเคอร์เนลพร็อกซี (เสนอใน PK ซึ่งเป็นโครงการโอเพนซอร์สของนิเวศวิทยาซอฟต์แวร์ RISC-V) ซึ่งเน้นที่จะสร้างเคอร์เนล OS "Just-enough" สำหรับแอปพลิเคชันที่กำหนด ด้วยความคิดดังกล่าวเราออกแบบชุดห้องปฏิบัติการใน PKE ที่ค่อยๆ "อัพเกรด" เคอร์เนล OS โดยให้ชุดแอปพลิเคชันตั้งแต่ง่ายไปจนถึงซับซ้อน ในระหว่างการอัพเกรดคุณสามารถเรียนรู้แนวคิดที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ ของระบบปฏิบัติการที่ทันสมัยและที่สำคัญกว่านั้นคือเล่นกับพวกเขาโดยทำตามห้องปฏิบัติการ

ในห้องปฏิบัติการแต่ละห้อง PKE เริ่มต้นด้วยแอปพลิเคชัน (วางไว้ในโฟลเดอร์ ./user/ พร้อมคำนำหน้า "App_") และเคอร์เนล OS พร็อกซี ที่ไม่สมบูรณ์ ในระหว่างห้องปฏิบัติการคุณต้อง 1) เข้าใจการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างแอปพลิเคชันและเคอร์เนลระบบปฏิบัติการพร็อกซี (บางครั้งก็เป็นเครื่อง RISC-V ที่เลียนแบบโดยใช้สไปค์หรือบอร์ด FPGA ที่มีแกน RISC-V ที่อ่อนนุ่ม); 2) ติดตามรหัสจากแอปพลิเคชันที่กำหนดไปยังเคอร์เนล OS ตามความเข้าใจ; 3) ทำเคอร์เนลระบบปฏิบัติการพร็อกซีเพื่อให้แอปพลิเคชัน (หรือระบบ) ดำเนินการอย่างถูกต้องและราบรื่น

ในห้องปฏิบัติการของ PKE เราพยายามอย่างดีที่สุดในการควบคุมและลดระดับรหัสของแต่ละห้องปฏิบัติการโดยหวังว่าจะช่วยให้คุณมุ่งเน้นไปที่องค์ประกอบสำคัญของระบบปฏิบัติการและลดความพยายามในเวลาเดียวกัน ติดต่อเราหากคุณมีคำแนะนำเพิ่มเติมเกี่ยวกับการลดระดับรหัสขอบคุณล่วงหน้า!

การกำหนดค่าสภาพแวดล้อม

1. ติดตั้งระบบปฏิบัติการ (เครื่องเสมือนหรือ Linux การโค่นล้มของ Windows)

(ต้องการ) Ubuntu 16.04lts หรือสูงกว่า 64 บิต

2. ติดตั้งเครื่องมือสำหรับการสร้าง cross-compiler และ emluator 

$ sudo apt-get install autoconf automake autotools-dev curl python3 libmpc-dev libmpfr-dev libgmp-dev gawk build-essential bison flex

3. ติดตั้ง RISC-V Cross Compiler 

$ export RISCV=/path-to-install-RISCV-toolchains
$ git clone --recursive https://github.com/riscv/riscv-gnu-toolchain.git
$ cd riscv-gnu-toolchain
$ ./configure --prefix= $RISCV
$ make -j $( nproc )
$ sudo make install

ในคำสั่งข้างต้น $ (NPROC) หมายถึงจำนวนเธรดที่คุณต้องการเรียกใช้ระหว่างการสร้าง Generelly, $ (NPROC) ควรเท่ากับจำนวนแกนที่คอมพิวเตอร์ของคุณมี หลังจากขั้นตอนนี้คุณควรพบผู้บริหารเช่น RISCV64-UNKNOWN-ELF-GCC, RISCV64-UNKNOWN-ELF-GDB, RISCV64- UNDNOWN-ELF- OBJDUMP และอื่น ๆ อีกมากมาย

4. ติดตั้ง emulator (สไปค์) 

$ sudo apt-get install device-tree-compiler
$ git clone https://github.com/riscv/riscv-isa-sim.git
$ cd riscv-isa-sim
$ mkdir build
$ cd build
$ ../configure --prefix= $RISCV
$ make -j $( nproc )
$ sudo make install

หลังจากขั้นตอนนี้คุณควรพบว่าผู้ดำเนินการเช่นสไปค์, สไปค์-ดาบใน ไดเรกทอรี /ไดเรกทอรี bin ของคุณ

5. โคลน pke repo 

$ git clone https://github.com/MrShawCode/riscv-pke.git

หลังจากขั้นตอนนี้คุณจะมีไดเรกทอรี PKE ที่มี PKE Labs

6. สร้าง/เรียกใช้ PKE 

$ make [run]

7. (ไม่บังคับ) ติดตั้ง OpenOCD สำหรับการดีบัก 

$ git clone https://github.com/riscv/riscv-openocd.git
$ cd openocd
$ ./bootstrap (when building from the git repository) 
$ ./configure --prefix= $RISCV 
$ make -j $( nproc )
$ sudo make install

หลังจากติดตั้ง OpenOCD คุณสามารถดีบั๊กเคอร์เนล PKE เพียงใช้คำสั่งต่อไปนี้: 

$ make gdb

เริ่มต้นห้องแล็บแรก

ในห้องแล็บนี้เราจะเรียนรู้คำสำคัญพื้นฐานของกับดัก (เรียกอีกอย่างว่า syscall ในตำราหลายเล่ม)

กับดัก (ตัวอย่างเช่น printf ที่อยู่ในการใช้งานประจำวันของเรา) โดยทั่วไปจะออกโดยแอปพลิเคชันและจัดการโดยเคอร์เนล เป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับระบบปฏิบัติการที่จะให้สิ่งอำนวยความสะดวกดังกล่าวเนื่องจากแอปพลิเคชันทำงานในโหมดที่มีสิทธิ์น้อยกว่า (เช่นโหมดผู้ใช้ใน RISC-V) จำเป็นต้องดำเนินการทางกฎหมายเช่น I/OS ที่ต้องดำเนินการในโหมด Priviledge ที่สูงขึ้น (เช่นโหมดหัวหน้างานหรือเครื่องจักรใน RISC-V)

Lab1_1 ให้แอปพลิเคชันใน "ผู้ใช้/lab1_1_helloworld.c" ซึ่งฟังก์ชั่นหลัก () เรียกฟังก์ชั่น printu ที่มีฟังก์ชั่นเช่นเดียวกับ printf แต่อยู่ภายใต้ชื่อที่แตกต่างกันเล็กน้อย printu ถูกกำหนดไว้ใน "ผู้ใช้/do_print.c" และเรียกใช้กับดักโดยคำสั่ง ecall (ดูชุดประกอบอินไลน์ในฟังก์ชันของ do_user_print )

โครงสร้างรหัสของ lab1_1

โครงสร้างของ lab1_1 มีการระบุไว้ในดังต่อไปนี้: 

 .
├── LICENSE.txt
├── Makefile
├── README.md
├── .spike.cfg
├── kernel
│   ├── config.h
│   ├── elf.c
│   ├── elf.h
│   ├── kernel.c
│   ├── kernel.lds
│   ├── machine
│   │   ├── mentry.S
│   │   └── minit.c
│   ├── process.c
│   ├── process.h
│   ├── riscv.h
│   ├── strap.c
│   ├── strap.h
│   ├── strap_vector.S
│   ├── syscall.c
│   └── syscall.h
├── spike_interface
│   ├── atomic.h
│   ├── dts_parse.c
│   ├── dts_parse.h
│   ├── spike_file.c
│   ├── spike_file.h
│   ├── spike_htif.c
│   ├── spike_htif.h
│   ├── spike_memory.c
│   ├── spike_memory.h
│   ├── spike_utils.c
│   └── spike_utils.h
├── user
│   ├── app_helloworld.c
│   ├── user.lds
│   ├── user_lib.c
│   └── user_lib.h
└── util
    ├── functions.h
    ├── load_store.S
    ├── snprintf.c
    ├── snprintf.h
    ├── string.c
    ├── string.h
    └── types.h

ไดเรกทอรีรูทส่วนใหญ่มีเอกสาร (เช่นไฟล์ MD) ข้อความใบอนุญาตและที่สำคัญคือไฟล์ Make (ชื่อเป็น MakeFile ) ไดเรกทอรีย่อย เคอร์เนล มีเคอร์เนล OS ในขณะที่ไดเรกทอรีย่อย ของผู้ใช้ มีแอปพลิเคชันที่กำหนด (ใน app_helloworld.c ) เช่นเดียวกับไฟล์รหัสแหล่งที่มีเส้นทางรองรับซึ่งควรวางไว้ในไลบรารีผู้ใช้ในระบบปฏิบัติการเต็มรูปแบบเช่น Linux

เพื่อทำความเข้าใจเคอร์เนล PKE OS (ของ LAB1_1) และทำห้องปฏิบัติการให้สำเร็จคุณควรเริ่มต้นจากแอปพลิเคชันที่กำหนด ดังนั้นเราจึงเริ่มการท่องเที่ยวจาก ผู้ใช้/app_helloworld.c : 

  1 /*
  2  * Below is the given application for lab1_1.
  3  *
  4  * You can build this app (as well as our PKE OS kernel) by command:
  5  * $ make
  6  *
  7  * Or run this app (with the support from PKE OS kernel) by command:
  8  * $ make run
  9  */
 10
 11 #include " user_lib . h "
 12
 13 int main ( void ) {
 14   printu ( "Hello world!n" );
 15
 16   exit ( 0 );
 17 }

จากรหัสเราสามารถสังเกตได้ว่ามีฟังก์ชั่นที่กำหนดใหม่ที่เรียกว่า printu ซึ่งฟังก์ชั่นเท่ากับ การพิมพ์ ของการใช้งานประจำวันของเรา เหตุผลที่เรากำหนดฟังก์ชั่นใหม่แทนที่จะใช้ PRINTF คือ PRINTF ถูกกำหนดไว้แล้วใน NEWLIB ของห่วงโซ่เครื่องมือข้ามการรวบรวม RISC-V

ต้นแบบและการใช้งาน PRINTU สามารถพบได้ใน ผู้ใช้/ผู้ใช้ และ ผู้ใช้และผู้ใช้/do_print.c ตามลำดับ

เปลี่ยนเป็นขั้นตอนต่อไป

หลังจากเสร็จสิ้นห้องปฏิบัติการ (และทำโซลูชันของคุณ) คุณสามารถฝึกซ้อมต่อไปนี้ของห้องปฏิบัติการต่อไปนี้ ตัวอย่างเช่นหลังจากเสร็จสิ้น LAB1_1 คุณสามารถใช้วิธีแก้ปัญหาของคุณได้โดย: 

$ git commit -a -m " your comments to lab1_1 "

จากนั้นเปลี่ยนไปใช้ห้องปฏิบัติการถัดไป (lab1_2) โดย: 

$ git checkout lab1_2_exception

และรวมโซลูชันของคุณในห้องปฏิบัติการก่อนหน้าโดย: 

$ git merge lab1_1_syscall -m " continue lab1_2 "

หลังจากทั้งหมดนี้คุณสามารถทำงานใน LAB1_2 ได้

หมายเหตุ : Never Merge Challenge Labs เช่น LAB1_Challenge1_Backtrace, Lab2_Challenge1_PageFaults ฯลฯ

นั่นคือทั้งหมด หวังว่าคุณจะสนุก!

ขยาย
ข้อมูลเพิ่มเติม
แอปที่เกี่ยวข้อง
แนะนำสำหรับคุณ
ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง ทั้งหมด