MIT6.828 Lab4 PartA

最新推荐文章于 2024-06-01 10:31:32 发布

fang92

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分类专栏： operator system 文章标签： JOS-lab4 partA 多核

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/fang92/article/details/49515959

本文详细介绍了MIT6.828实验四（Lab4 PartA）的内容，涉及SMP系统、多核处理器的初始化，包括BSP和APs的角色、LAPIC的IO口地址映射、内核栈的配置以及多核同步。通过内核锁确保多核系统的正确运行，并讨论了轮转调度的优化和相关系统调用的实现。

　　lab4地址：https://pdos.csail.mit.edu/6.828/2014/labs/lab4/
　　lab4主要是讲多核处理器的系统的实现，主要包括３个part，多核系统的实现，fork，和任务抢断。
　　

part A

　　首先，要实现SMP系统，即对称多处理系统。在这种处理系统里，所有的CPU都是等价的，在功能上没有主次之分，都是平等的。但是在启动阶段，SMP系统的处理器分为两种，一种是BSP(引导程序处理器)，还有一个是APs(应用处理器)。看名字就可以知道，BSP是在计算机boot引导系统的时候，进行引导任务。当系统引导完成，BSP处理器会激活其他的处理器，这些被激活的处理器就叫做APs，此时就不分两种处理器了，所有的处理器，都是APs处理器，他们的重要性都是完全一样的，没有任何的差别，即他们可以共享计算机中的所有资源，没有主从之分。
　　每个CPU都有一个LAPIC的单元，这个单元主要是和CPU里面的中断有关，而且会提供一个和CPU相关的ID号给系统，让系统知道，现在进入内核的CPU是哪个CPU。
　　LAPIC和硬件相关性比较大，主要是控制各种中断的，对于具体的操作系统的内容，感觉帮助不是很大。所以直接来看ex1
　　 exercise1
　　这个exercise就是实现一个关于LAPIC的IO口的地址映射的函数

void *
mmio_map_region(physaddr_t pa, size_t size)
{
    static uintptr_t base = MMIOBASE;
    size = ROUNDUP(size, PGSIZE);
    pa = ROUNDDOWN(pa, PGSIZE);
    if(size + base >= MMIOLIM)
        panic("mmio_map_region not implemented");
    boot_map_region(kern_pgdir, base, size, pa, PTE_PCD|PTE_PWT|PTE_W);
    uintptr_t ret = base;
    base = base +size;
    return (void*) ret;
}

　　实现比较简单，就是从一个MMIOBASE的虚拟地址开始，给LAPIC模块的IO口映射相应的虚拟地址。只要注意一下数据对齐的问题就可以了。还有要注意一下地址的范围，不要超出[MMIOBASE, MMIOBASE+4M)这段地址范围就可以了。
　
　　
　　系统通过BSP引导之后，剩下的被激活的AP处理器就不用引导系统了，而是直接把地址为0x7000作为入口地址，开始执行系统。处理器一个一个通过入口地址，执行相应的代码。所以，为了防止0x7000这个页面被其他的