文章目录
- 硬件基本概念
- qemu-virt地址映射
- 系统引导
- CSR![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/86461c434e7f4b1b982afba7fad0256c.png)
- machine模式下的csr
- 对应的csr指令
- mhartid
- 引导程序做的事情
- 相关代码
硬件基本概念
hart:理解为处理器
platform:理解为芯片(包括处理器和一些外设)
DRAM:动态内存
ROM:只读内存,掉电后仍然存在
随着技术进步,芯片集成度越高,最终实现system on chip
qemu实现模拟platform
qemu-virt地址映射
qemu将platform的外设和内存都进行统一编址,将所有物理地址从零到最高地址都分配掉,下图显示的就是不同硬件对应的物理地址范围(qemu模拟出来物理地址)
系统引导
引导程序(Bootloader)加载:当电源通电后,处理器会从一个预定义的存储设备(如硬盘、固态硬盘、闪存等)中加载引导程序。引导程序位于启动设备的特定位置,并负责启动操作系统的过程。
引导程序初始化:引导程序初始化包括设置基本的硬件环境,如处理器模式,内存管理单元(MMU)等。
内核加载:引导程序会加载操作系统内核到内存中的特定位置。这个内核通常是一个独立的预编译的二进制文件,它包含操作系统的核心功能。
内核初始化和启动:一旦内核被加载到内存中,处理器切换到内核执行。内核会进行一系列的初始化操作,包括初始化硬件设备、启动设备驱动、建立必要的数据结构等。
编译时候 -Ttext类似选择0x80000000位置作为内核的起始位置
qemu -kernel指定加载的内核
八个核,各个核心同时在运行,各个核独立运转,一上电之后每个核都会同时运行这个过程。
CSR
machine模式下的csr
对应的csr指令
不同模式下有不同对应的寄存器,同样有不同对应的操作寄存器的指令
Atomic:原子操作,不能中断,一气呵成
csrrw
rd是x0时,不会将csr中的数据写入x0,只会执行第二步的动作那就相当于向csr写一个寄存器了。对应的伪指令就说csrw
csrrs
此时如果x6为0,那么相当于把csr的值复制到rd,同时csr不变。可以等价于读
mhartid
引导程序做的事情
通电时八个核心同时跑起来,但为了简化流程,我们设置特别的参数使得核能够判断自己是否该跑。从而达到八个核心通电时只有一个在跑
目前先记住引导程序要做的事情吧,等后面再解释
判断当前hart是不是第一个hart
空转其实cpu仍然在运行,依然耗电。但如果是WIFI的话就是休眠,此时cpu停止运行
初始化栈
就是选定一块区域设置相关栈指针就行了
跳转到c语言的执行环境
其实就是跳转到原先是c代码现在对应的汇编了(因为最终编译了)
相关代码
BIOS引导完成后,bootloader(引导程序)就接手初始化硬件设备、建立存储器空间的映射,以便为操作系统内核准备好正确的软硬件环境