Курсовая работа: Портирование ОСРВ Embox на открытую архитектуру RISC-V

Оглавление

Введение.................................................................................................... 4


1. Постановка задачи................................................................................ 6


2. Обзор...................................................................................................... 7

2.1 Процессорная архитектура RISC-V....................................................................................... 7

2.2 Операционная система Embox............................................................................................... 9

2.3 Структурная схема Embox................................................................................................... 10

2.4 Используемые технологии................................................................................................... 11


3. Реализация........................................................................................... 12

3.1 Карта памяти........................................................................................................................ 12

3.2 Стартовый код...................................................................................................................... 13

3.3 Отладочный вывод............................................................................................................... 14

3.4 Функции setjmp и longjmp................................................................................................... 15

3.5 Базовая подсистема прерываний........................................................................................ 16

3.5.1 Обработчик прерываний............................................................................................... 16

3.5.2 Драйвер контроллера прерываний............................................................................... 18

3.6 Таймер................................................................................................................................... 19

3.7 Переключение контекста..................................................................................................... 20

3.8 Функция vfork....................................................................................................................... 22

3.9 Драйвер устройства сетевого контроллера......................................................................... 22


4. Тестирование....................................................................................... 25


Заключение.............................................................................................. 26


Список литературы................................................................................. 27
















3

Введение

В 80-е годы программное обеспечение (далее по тексту — ПО) с закрытым исходным кодом, распространявшееся на платных условиях, стало очень популярным. Это было связано, в основном, с принятием поправок к закону об авторском праве в США в 1974 году [1], закрепляющих за разработчиком права на интеллектуальную собственность, поставив производителей ПО в один ряд с изобретателями. Это позволило компаниям получать прибыль за разработанные ими программные продукты. Однако в скором времени стало очевидно, что такой подход имеет некоторые недостатки. Закрытость исходных кодов не позволяет пользователям оценить безопасность ПО, а также дополнить его своей функциональностью.

Вследствие указанных недостатков стал набирать популярность альтернативный подход к созданию программных продуктов, при котором сообщество программистов на распределенной основе создают ПО с открытым исходным кодом (Open-Source Software, OSS). Это позволяет снизить стоимость разработки, быстро устранять возникающие ошибки и проверять алгоритм работы ПО, что в целом повышает безопасность использования продукта. Вместе с тем появляется возможность добавления своих решений в исходные коды OSS программ [2].

Принцип открытости исходных кодов оказался применим не только к ПО. Последнее время набирает популярность принцип открытости исходных кодов аппаратного обеспечения (Open-Source Hardware, OSH [3]). До конца 90х годов все процессорные архитектуры были закрытыми. В большинстве случаев производители аппаратного обеспечения не раскрывали детали реализации. Сопроводительная документация к аппаратному обеспечению содержала только минимальную информацию, необходимую для разработки ПО. Данный подход имеет ряд недостатков. Закрытость исходных кодов, прежде всего, не позволяет узнать какие в действительности операции исполняются на процессоре. Например, на конференции Black Hat была опубликована статья, в которой было показано, что процессоры на базе архитектуры x86 исполняют недокументированные инструкции [4]. Также при таком подходе сообщество не может проверить архитектуру процессора на ошибки. Например, с 1995 года [5] многие процессоры компании Intel подвержены уязвимости Meltdown [6]. Это значительно снижает безопасность использования таких процессоров. К тому же, закрытые процессорные ар