rCore的龙芯平台移植

项目名称:proj93-la-tsinghuaOS

项目描述:

将清华大学uCore/rCore/zCore教学系统移植到LoongArch平台上，并进行力所能及的优化。清华大学操作系统课程使用的教学系统，uCore为最早的C语言实现版本，rCore为使用rust语言重新实现的版本，支持x86/RISCV/ARM/MIPS等架构，zCore为谷歌微内核zircon的rust实现。

调研情况分析

1. loongArch平台上有比较完善的工具链，可以支持rust的开发
2. loongArch的指令和mips、riscv相似，可以快速进行学习
3. 有过rcore的开发经验，项目可以进行
4. 有qemu模拟的龙芯平台可以进行虚拟实验

项目目标

根据硬件差异将rCore逐步迁移到loongArch64平台上，并撰写详细的实验手册，以期达到学习操作系统的同学可以熟悉如何在loongArcch平台上进行相关的实验，同时也将rCore扩展到新的平台。

目标规划:

ch0:

• 阅读LoongArch相关材料，熟悉相关指令和开发流程
• 搭建交叉编译环境,调试linux系统的启动过程
• 将Linux的启动过程的反汇编代码移植进入rCore

ch1:

• LoongArch的操作系统启动过程解析
• 第一次进入操作系统
• 完成串口输出功能

ch2：

• LoongArch特权指令的使用
• qemu模拟器的地址空间分布
• 使用rust编写loongArch的寄存器支持
• 特权级切换
• 加载应用程序

ch3:

• 中断
• 多道程序
• 协作式多道程序
• 分时多任务
• 时钟

ch4:

• buddy system allocator
• 三级页表
• TLB管理
• 地址空间

ch5:

• 进程抽象
• 地址空间切换

ch6:

• PCI设备探测
• ahci协议
• 文件系统easy-fs

ch7:

• 输入输出重定向
• 管道
• 信号

ch8:

• 内核态线程抽象
• 信号量
• 锁机制
• 条件变量

其它:

• 简易内核栈回溯loongArch64版本
• 简易内核栈回溯risc-v版本
• VESA BIOS Extensions 显示(初步)

项目运行

项目存在许多分支，每一个分支均对应于某一章的全部或者一部分。项目的具体环境配置位于实验手册中。

进入loongrCore目录下
make run #直接运行
make debug #gdb

运行截图：

一些说明文件和实验过程:

要查看提供的教程，请进入rCoreloongArch目录，使用mdbook命令

mdbook serve --open

在线查看指导教程。

或者查看根目录下导出的rCoreloongArch-tutorial.pdf文件。

未来

• 添加键盘、鼠标中断的完整支持
• 图形化显示
• 教程的细致化

其它仓库地址

https://github.com/Godones/rCoreloongArch

参考资源

• QEMU模拟器。可以在PC上模拟运行LoongArch架构的操作系统
• 关于LoongArch架构的工具链及文档
• 相关OS信息
• VBE
• riscv os