[笔记一] 学习开发一个RISC-V上的操作系统

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资料来源

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1 环境准备

代码克隆

• git clone --depth=1 git@gitee.com:unicornx/riscv-operating-system-mooc.git
• 参考 README.md 搭建环境
• sudo apt update
• sudo apt install build-essential gcc make perl dkms git gcc-riscv64-unknown-elf gdb-multiarch qemu-system-misc
• 常用构建命令
  • make：编译构建
  • make clean：清理
  • make run：启动 qemu 并运行
  • make debug：启动调试
  • make code：反汇编查看二进制代码

2 计算机系统复习

讲解 C语言 编写 Hello World 程序，从编译到运行显示过程

• CPU(Central Processing Unit)：ALU(Arithmetic Logical Unit) + CU(Control Unit) + Registers
• IO Bridge
• Main Memory
• 总线
• USB Controller + Disk Controller + Graphic Adapter

冯 诺依曼架构

• 指令和数据均存储在存储器中，总线开销小，控制逻辑实现简单
• 但执行效率较低
• 通用计算机体系结构，广泛用于个人电脑、服务器

哈佛架构

现代应用中，也有两种融合应用的场景，也是根据实际应用场景而定

• 从 Disk 中源文件 hello.c > gcc编译链接 a.out > 运行 加载到内存 Main Memory
• Control Unit：取指(Fetch) > 译码(Decode) > 执行(Execute)：晶振 驱动 控制单元去执行

存储设备的层次结构

• 寄存器 > 高速缓存 > 主存储器 > 本地存储(磁盘) > 远程存储(网盘)
• 速度 快 > 慢
• 容量 小 > 大
• 成本 高 > 低

操作系统

• 保护硬件被失控的软件应用程序滥用
• 向应用程序提供简单一致的抽象接口来控制复杂的多种外设
• 应用程序与操作系统之间通过 系统调用(System Call) 来交互
• 操作系统 与 硬件 通过 指令集架构ISA 来交互