制作一个RISC-V的操作系统六-bootstrap program(risv 引导程序)

文章目录

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

https://github.com/FULLK/risllkos/tree/main/Fullkenerl

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