init

.gitignore

@@ -0,0 +1,81 @@
+# Prerequisites
+*.d
+
+# Object files
+*.o
+*.ko
+*.obj
+*.elf
+
+# Linker output
+*.ilk
+*.map
+*.exp
+
+# Precompiled Headers
+*.gch
+*.pch
+
+# Libraries
+*.lib
+*.a
+*.la
+*.lo
+
+# Shared objects (inc. Windows DLLs)
+*.dll
+*.so
+*.so.*
+*.dylib
+
+# Executables
+*.exe
+*.out
+*.app
+*.i*86
+*.x86_64
+*.hex
+
+# Debug files
+*.dSYM/
+*.su
+*.idb
+*.pdb
+
+# Kernel Module Compile Results
+*.mod*
+*.cmd
+.tmp_versions/
+modules.order
+Module.symvers
+Mkfile.old
+dkms.conf
+
+# Kernel Build Results
+obj/
+bin/
+
+# vim
+
+# Swap
+[._]*.s[a-v][a-z]
+!*.svg  # comment out if you don't need vector files
+[._]*.sw[a-p]
+[._]s[a-rt-v][a-z]
+[._]ss[a-gi-z]
+[._]sw[a-p]
+
+# Session
+Session.vim
+Sessionx.vim
+
+# Temporary
+.netrwhist
+*~
+# Auto-generated tag files
+tags
+# Persistent undo
+[._]*.un~
+
+# Visual Studio Code
+.vscode/

.gitmodules

@@ -0,0 +1,3 @@
+[submodule "riscv-pk"]
+	path = riscv-pk
+	url = https://github.com/riscv/riscv-pk.git

README.md

@@ -0,0 +1,44 @@
+# 环境配置
+关于环境配置可以在[这里](https://github.com/NKU-EmbeddedSystem/riscv64-ucore/blob/k210-lab0/README.md)找到
+
+# 与运行在qemu上版本的代码改动
+对每一处修改的说明：
+- [不包括终端的改动](https://github.com/Kirhhoff/riscv64-ucore/commit/82db2c9b26aff29d82aed49b53b5fd611d3e30d9)
+- [添加SD卡驱动](https://github.com/Kirhhoff/riscv64-ucore/commit/671c0baf00365361793694413ce2fb95bbc1813b)
+- [对终端的改动](https://github.com/Kirhhoff/riscv64-ucore/commit/7680ebb35c247c356f3846e88b57f37ee68ce4a8)
+
+### 添加低地址内核映射
+初始内核页表（entry.S中hard code的部分）只设置了高地址的内存映射，而刚开启分页时，内核仍然运行在低地址，随后才跳转到高地址，因此低地址部分的内核映射是必要的。qemu模拟器对此没有要求，而对实际环境这是必须的。
+
+### 对memlayout的修改
+qemu版本使用opensbi作为bootloader，将控制权移交给内核时跳转地址为0x80200000，同时内核运行的起始虚拟地址为0xFFFFFFFFC0200000，模拟器模拟出的最大物理地址为0x88000000。k210版本使用rustsbi作为bootloader，跳转地址为0x80020000，内核运行的起始虚拟地址为0xFFFFFFFFC0020000，实际物理地址最大为0x80600000（见[k210规格说明书](https://s3.cn-north-1.amazonaws.com.cn/dl.kendryte.com/documents/kendryte_datasheet_20180919020633.pdf)）。
+
+因此，要修改两部分代码：一方面要修改memlayout中宏的定义，使得符号地址能够被正确计算；另一方面要修改linker script中的链接地址，使得代码运行的虚拟地址正确。
+
+### 不同版本指令集带来的兼容性问题
+risc-v ucore编写时基于[v1.11](https://github.com/riscv/riscv-isa-manual/releases/download/Ratified-IMFDQC-and-Priv-v1.11/riscv-privileged-20190608.pdf)的特权指令集，而k210实现时基于[v1.9](https://people.eecs.berkeley.edu/~krste/papers/riscv-privileged-v1.9.1.pdf)的特权指令集，两者大体上相同，但对我们的代码产生了两处影响
+- v1.11中sstatus寄存器的SUM bit设置时允许S-mode访问用户态地址，然而在v1.9中，这个bit代表PUM，设置时会反而禁止这样的访问，因此需要删除原本设置这一bit的语句，同时修改对这个位的宏名称。
+- 相比于v1.11，v1.9没有定义sstatus的UXL位，在宏定义中删去这一项
+
+### 对齐问题
+risc-v对内存读写指令有着较强的对齐要求，如当读取8字节指令作用在仅4字节对齐的地址上时，会触发misalignment异常，而在qemu版本中用户态syscall的内联汇编使用了错误对齐的内存读写指令，会触发异常。对齐在模拟器中不是强制要求的，但在实际环境中是必须的。
+
+### 初始化部分
+qemu版本在初始化时有一个get_char操作，但在实际环境下会阻塞内核的正常运行，因此删去这条语句。
+
+### 用户栈的对齐
+在给用户态进程准备初始栈以及参数时，除argc外其他数据类型均为8字节长，最后位于栈顶的argc为4字节，这会导致控制权刚移交到用户态时的栈指针不是8字节对齐的，但用户态并不知道这一点，会默认刚进入用户态的初始状态为8字节对齐。因此这里使用一个trick在内核准备栈参数以及传递这个参数时临时使用8字节的long类型，而在umain移交给main时再将该类型cast回4字节的int，同时避免的截断（因为最开始类型为4字节）。
+
+### SD卡驱动
+默认booting时会尝试检测SD卡，如果存在且成功初始化则会打印：
+```
+Successfully initialize SD card!
+```
+失败或超时则打印：
+```
+Fail to connect to SD card!
+```
+初始化时默认**不会**进行读写测试，以防出现意料外的数据损失；也可以通过取消注释kern/driver/sdcard.c的sd_test来进行读写测试，这个测试会对倒数第10、9两个扇区备份后进行读写测试，然后恢复其数据，但仍可能会造成数据损失，因此需要谨慎。
+
+### 控制台改动
+qemu版本的控制台输入使用sbi调用来获得，在每个时钟tick时检查，并将其feed进缓冲区。实际环境中通过外部中断获得，这里注册外部中断handler需要使用rustsbi提供的ecall扩展，同时键盘中断通过UARTHS传递到处理器，在handler中通过其中断号来识别。另外，在中断handler中不能直接feed输入，而只将其放在缓冲区中，而在每个时钟tick才尝试唤醒等待io的进程，从而避免在handler中触发调度。

lab8/.gdb.in

@@ -0,0 +1,3 @@
+target remote localhost:1234
+break *0x00000000802000ea
+continue

lab8/CMakeLists.txt

@@ -0,0 +1,169 @@
+cmake_minimum_required(VERSION 3.17)
+project(lab8 C)
+
+set(CMAKE_C_STANDARD 11)
+
+include_directories(.)
+include_directories(kern)
+include_directories(kern/debug)
+include_directories(kern/driver)
+include_directories(kern/fs)
+include_directories(kern/fs/devs)
+include_directories(kern/fs/sfs)
+include_directories(kern/fs/swap)
+include_directories(kern/fs/vfs)
+include_directories(kern/init)
+include_directories(kern/libs)
+include_directories(kern/mm)
+include_directories(kern/process)
+include_directories(kern/schedule)
+include_directories(kern/sync)
+include_directories(kern/syscall)
+include_directories(kern/trap)
+include_directories(libs)
+include_directories(tools)
+include_directories(user)
+include_directories(user/libs)
+
+add_executable(lab8
+        kern/debug/assert.h
+        kern/debug/kdebug.c
+        kern/debug/kdebug.h
+        kern/debug/kmonitor.c
+        kern/debug/kmonitor.h
+        kern/debug/panic.c
+        kern/debug/stab.h
+        kern/driver/clock.c
+        kern/driver/clock.h
+        kern/driver/console.c
+        kern/driver/console.h
+        kern/driver/ide.c
+        kern/driver/ide.h
+        kern/driver/intr.c
+        kern/driver/intr.h
+        kern/driver/kbdreg.h
+        kern/driver/picirq.c
+        kern/driver/picirq.h
+        kern/driver/ramdisk.c
+        kern/driver/ramdisk.h
+        kern/fs/devs/dev.c
+        kern/fs/devs/dev.h
+        kern/fs/devs/dev_disk0.c
+        kern/fs/devs/dev_stdin.c
+        kern/fs/devs/dev_stdout.c
+        kern/fs/sfs/bitmap.c
+        kern/fs/sfs/bitmap.h
+        kern/fs/sfs/sfs.c
+        kern/fs/sfs/sfs.h
+        kern/fs/sfs/sfs_fs.c
+        kern/fs/sfs/sfs_inode.c
+        kern/fs/sfs/sfs_io.c
+        kern/fs/sfs/sfs_lock.c
+        kern/fs/swap/swapfs.c
+        kern/fs/swap/swapfs.h
+        kern/fs/vfs/inode.c
+        kern/fs/vfs/inode.h
+        kern/fs/vfs/vfs.c
+        kern/fs/vfs/vfs.h
+        kern/fs/vfs/vfsdev.c
+        kern/fs/vfs/vfsfile.c
+        kern/fs/vfs/vfslookup.c
+        kern/fs/vfs/vfspath.c
+        kern/fs/file.c
+        kern/fs/file.h
+        kern/fs/fs.c
+        kern/fs/fs.h
+        kern/fs/iobuf.c
+        kern/fs/iobuf.h
+        kern/fs/sysfile.c
+        kern/fs/sysfile.h
+        kern/init/init.c
+        kern/libs/readline.c
+        kern/libs/stdio.c
+        kern/libs/string.c
+        kern/mm/default_pmm.c
+        kern/mm/default_pmm.h
+        kern/mm/kmalloc.c
+        kern/mm/kmalloc.h
+        kern/mm/memlayout.h
+        kern/mm/mmu.h
+        kern/mm/pmm.c
+        kern/mm/pmm.h
+        kern/mm/swap.c
+        kern/mm/swap.h
+        kern/mm/swap_fifo.c
+        kern/mm/swap_fifo.h
+        kern/mm/vmm.c
+        kern/mm/vmm.h
+        kern/process/proc.c
+        kern/process/proc.h
+        kern/schedule/default_sched.h
+        kern/schedule/default_sched_stride.c
+        kern/schedule/sched.c
+        kern/schedule/sched.h
+        kern/sync/check_sync.c
+        kern/sync/monitor.c
+        kern/sync/monitor.h
+        kern/sync/sem.c
+        kern/sync/sem.h
+        kern/sync/sync.h
+        kern/sync/wait.c
+        kern/sync/wait.h
+        kern/syscall/syscall.c
+        kern/syscall/syscall.h
+        kern/trap/trap.c
+        kern/trap/trap.h
+        libs/atomic.h
+        libs/defs.h
+        libs/dirent.h
+        libs/elf.h
+        libs/error.h
+        libs/hash.c
+        libs/list.h
+        libs/printfmt.c
+        libs/rand.c
+        libs/riscv.h
+        libs/sbi.h
+        libs/skew_heap.h
+        libs/stat.h
+        libs/stdarg.h
+        libs/stdio.h
+        libs/stdlib.h
+        libs/string.c
+        libs/string.h
+        libs/unistd.h
+        tools/mksfs.c
+        tools/sign.c
+        tools/vector.c
+        user/libs/dir.c
+        user/libs/dir.h
+        user/libs/file.c
+        user/libs/file.h
+        user/libs/lock.h
+        user/libs/panic.c
+        user/libs/stdio.c
+        user/libs/syscall.c
+        user/libs/syscall.h
+        user/libs/ulib.c
+        user/libs/ulib.h
+        user/libs/umain.c
+        user/badarg.c
+        user/badsegment.c
+        user/divzero.c
+        user/exit.c
+        user/faultread.c
+        user/faultreadkernel.c
+        user/forktest.c
+        user/forktree.c
+        user/hello.c
+        user/matrix.c
+        user/pgdir.c
+        user/priority.c
+        user/sh.c
+        user/sleep.c
+        user/sleepkill.c
+        user/softint.c
+        user/spin.c
+        user/testbss.c
+        user/waitkill.c
+        user/yield.c kern/driver/sdcard.h kern/driver/sdcard.c kern/driver/fpioa.h kern/driver/fpioa.c kern/driver/sysctl.h kern/driver/sysctl.c kern/driver/spi.h kern/driver/spi.c kern/driver/gpiohs.h kern/driver/gpiohs.c kern/driver/io.h libs/util.h kern/libs/util.c)