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
GateWorld1 天前
RISC-V:开源芯浪潮下的技术突围与职业新赛道 (二) RISC-V架构深度解剖(上)
架构·risc-v·指令集精简·寄存器设计·特权架构·模块化扩展
inquisiter2 天前
在RISC-V开发板上更换SBI
risc-v
GateWorld2 天前
RISC-V:开源芯浪潮下的技术突围与职业新赛道 (一)为什么RISC-V是颠覆性创新?
开源·risc-v
OpenAnolis小助手2 天前
Anolis OS 23 架构支持家族新成员:Anolis OS 23.3 版本及 RISC-V 预览版发布
开源·操作系统·龙蜥社区·risc-v·anolis os·龙蜥操作系统
天高云淡ylz2 天前
各类电子设备镜像格式及文件系统统计
linux·windows·risc-v
yangn018 天前
RISC-V h拓展
risc-v
夏天Aileft18 天前
Qemu搭建RISC-V,运行opensbi+u-boot+img
qemu·risc-v
yangn018 天前
RISC-V 指令集拓展类别
risc-v
itom190020 天前
使用Nuclei IDE调试N900内核Linux启动
linux·risc-v
tianyuanwo21 天前
基于RISC-V架构的服务器OS构建DevOps体系的全方位方案
服务器·架构·risc-v