从头开发一个RISC-V的操作系统(一)计算机系统漫游

文章目录

目标:通过这一个系列课程的学习,开发出一个简易的在RISC-V指令集架构上运行的操作系统。

前提

这个系列的大部分文章和知识来自于:完结 循序渐进,学习开发一个RISC-V上的操作系统 - 汪辰 - 2021春,以及相关的github地址

在这个过程中,这个系列相当于是我的学习笔记,做个记录。

计算机的硬件组成

计算机通过总线连接不同的设备,CPU(Central Processing Unit) 和 内存(Memory)之间通过IO桥进行连接。程序保存在硬盘(Disk)中。一个简易的CPU主要有算数逻辑单元(Arithmetic Logical Unit)、控制单元(Control Unit)、寄存器(Register)三部分,其中ALU用来做计算,CU用来取指令、译码等,寄存器用来存储数据。

计算机有两种架构:冯诺依曼架构和哈佛架构,它们之间的区别是:冯诺依曼架构会将指令和数据存储在一个memory里,而哈佛架构会将指令和数据分别存储在两个memory里。

程序的存储与执行

当我们有一个.c程序,通过编译器进行编译链接后就会输出一个可执行文件(也就是二进制文件,包括了指令和数据),当我们运行这个可执行文件时,首先它会被加载到内存中,然后CU会在内存读取这些指令(取指),然后对每一条指令进行解析(译码),最终执行每一条指令。CU里有一个指令寄存器和一个程序计数器,它们的作用分别是对指令进行译码和记录指令在内存中的地址(我们知道,指令是保存在内存中的,所以我们必须知道某一条指令在内存中的地址,才可以获取它)。

操作系统

CPU根据不同的指令集架构(ISA)进行设计,应用程序在计算机中是最顶层的,硬件是最底层,它们的中间是操作系统。应用程序和操作系统之间有一个接口,称为系统调用。操作系统和底层硬件之间也有一个接口,称为指令集架构。

相关推荐
大唐游子6 天前
MIT 6.1810 开发环境搭建(Xv6)
risc-v
nvd116 天前
绝地求生:如何在 2026 年把 OpenAI Codex 强行交叉编译到 RISC-V 架构
架构·risc-v
Eloudy7 天前
可在开源 RISC-V 上的裸机操作系统
开源·risc-v
hai3152475438 天前
RISC-V核E203核前向旁路的架构性顽疾
驱动开发·架构·硬件架构·硬件工程·risc-v
时光飞逝的日子8 天前
基于 RISC-V 架构的边缘 AI 推理引擎优化设计
risc-v·模型量化·推理引擎·边缘 ai·向量扩展·低功耗优化
国科安芯9 天前
基于RISC-V架构的商业航天级MCU国产化技术路径与产业生态研究
网络·分布式·单片机·嵌入式硬件·架构·risc-v·安全性测试
国科安芯9 天前
AS32S601商业航天级抗辐照MCU芯片:架构设计与技术特性研究
单片机·嵌入式硬件·算法·安全·架构·risc-v
国科安芯9 天前
AS32S601芯片抗辐照性能试验验证与空间环境适应性分析
前端·分布式·单片机·嵌入式硬件·架构·risc-v·安全性测试
国科安芯12 天前
国科安芯AS32A601芯片及ANSIC-EVB601开发平台获OneWo-zepLinux全面适配支持
网络·单片机·嵌入式硬件·risc-v·安全性测试
深圳市九鼎创展科技14 天前
九鼎创展 X7110 开发板(JH7110):国产 RISC-V 多媒体平台全解析
大数据·linux·人工智能·嵌入式硬件·ubuntu·risc-v