rcore项目lab0的一些记录

#![no_std]

use core::panic::PanicInfo;

fn main() {
  // 删除println!("Hello, world!");
}

// 需要自己实现panic_handler，它在程序发生panic时被调用
#[panic_handler]
fn panic(_info: &PanicInfo) -> ! {
    loop {}
}

[package]
name = "os"
version = "0.1.0"
authors = ["luoqiangwei <luoqiangwei@live.cn>"]
edition = "2018"

# See more keys and their definitions at https://doc.rust-lang.org/cargo/reference/manifest.html

[dependencies]

# eh_personality是处理异常相关的一个语义项，当发生panic是调用.此处放弃使用panic
[profile.dev]
panic = "abort"

[profile.release]
panic = "abort"

//!  - `#![no_std]`
//! 禁用Rust标准库
#![no_std]

//!  - `#![no_main]`
//! 不使用`main`函数等全部Rust-level入口点作为程序入口
#![no_main]

use core::panic::PanicInfo;

/// 当 panic 发生时会调用该函数
/// 我们暂时将它的实现为一个死循环
#[panic_handler]
fn panic(_info: &PanicInfo) -> ! {
    loop {}
}

/// 覆盖 crt0 中的 _start 函数
/// 我们暂时将它的实现为一个死循环
/// - `#[no_mangle]`
/// 函数禁用编译期间的名称重整（Name Mangling），即确保编译器生成一个名为 _start 的函数
#[no_mangle]
pub extern "C" fn _start() -> ! {
    loop {}
}

rustup target add riscv64imac-unknown-none-elf

cargo build --target riscv64imac-unknown-none-elf

# 编译的目标平台
[build]
target = "riscv64imac-unknown-none-elf"

Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.82s

/* 有关 Linker Script 可以参考：https://sourceware.org/binutils/docs/ld/Scripts.html */

/* 目标架构 */
OUTPUT_ARCH(riscv)

/* 执行入口 */
ENTRY(_start)

/* 数据存放起始地址 */
BASE_ADDRESS = 0x80200000;

SECTIONS
{
    /* . 表示当前地址（location counter） */
    . = BASE_ADDRESS;

    /* start 符号表示全部的开始位置 */
    kernel_start = .;

    text_start = .;

    /* .text 字段 */
    .text : {
        /* 把 entry 函数放在最前面 */
        *(.text.entry)
        /* 要链接的文件的 .text 字段集中放在这里 */
        *(.text .text.*)
    }

    rodata_start = .;

    /* .rodata 字段 */
    .rodata : {
        /* 要链接的文件的 .rodata 字段集中放在这里 */
        *(.rodata .rodata.*)
    }

    data_start = .;

    /* .data 字段 */
    .data : {
        /* 要链接的文件的 .data 字段集中放在这里 */
        *(.data .data.*)
    }

    bss_start = .;

    /* .bss 字段 */
    .bss : {
        /* 要链接的文件的 .bss 字段集中放在这里 */
        *(.sbss .bss .bss.*)
    }

    /* 结束地址 */
    kernel_end = .;
}

# 使用我们的 linker script 来进行链接
[target.riscv64imac-unknown-none-elf]
rustflags = [
    "-C", "link-arg=-Tsrc/linker.ld",
]

target/riscv64imac-unknown-none-elf/debug/os:   file format ELF64-riscv

architecture: riscv64
start address: 0x0000000080200000

Program Header:
    LOAD off    0x0000000000001000 vaddr 0x0000000080200000 paddr 0x0000000080200000 align 2**12     
         filesz 0x0000000000000004 memsz 0x0000000000000004 flags r-x
   STACK off    0x0000000000000000 vaddr 0x0000000000000000 paddr 0x0000000000000000 align 2**64     
         filesz 0x0000000000000000 memsz 0x0000000000000000 flags rw-

Dynamic Section:
Sections:
Idx Name            Size     VMA              Type
  0                 00000000 0000000000000000
  1 .text           00000004 0000000080200000 TEXT
  2 .debug_str      0000043e 0000000000000000
  3 .debug_abbrev   00000113 0000000000000000
  4 .debug_info     0000053c 0000000000000000
  5 .debug_aranges  00000040 0000000000000000
  6 .debug_ranges   00000030 0000000000000000 
  7 .debug_pubnames 000000a4 0000000000000000
  8 .debug_pubtypes 00000308 0000000000000000
  9 .debug_frame    00000050 0000000000000000
 10 .debug_line     0000005b 0000000000000000
 11 .comment        00000013 0000000000000000
 12 .symtab         000001b0 0000000000000000
 13 .shstrtab       000000a5 0000000000000000
 14 .strtab         0000007f 0000000000000000 

SYMBOL TABLE:
0000000000000000 l    df *ABS*  00000000 3gqd1qcioyc9uzqc
0000000080200000         .text  00000000
0000000080200000         .text  00000000
0000000080200000         .text  00000000
0000000080200004         .text  00000000
0000000000000000         .debug_info    00000000
0000000000000000         .debug_ranges  00000000
0000000000000000         .debug_frame   00000000
0000000000000000         .debug_line    00000000 .Lline_table_start0
0000000080200000 g     F .text  00000004 _start
0000000080200000         *ABS*  00000000 BASE_ADDRESS
0000000080200000         .text  00000000 kernel_start
0000000080200000         .text  00000000 text_start
0000000080200004         .text  00000000 rodata_start
0000000080200004         .text  00000000 data_start
0000000080200004         .text  00000000 bss_start
0000000080200004         .text  00000000 kernel_end

Disassembly of section .text:

0000000080200000 text_start:
80200000: 09 a0                         j       2
80200002: 01 a0                         j       0

/// 覆盖 crt0 中的 _start 函数
/// 我们暂时将它的实现为一个死循环
/// - `#[no_mangle]`
/// 函数禁用编译期间的名称重整（Name Mangling），即确保编译器生成一个名为 _start 的函数
#[no_mangle]
pub extern "C" fn _start() -> ! {
    loop {}
}
--------------------------------------------------------------------
/// Rust 的入口函数
///
/// 在 `_start` 为我们进行了一系列准备之后，这是第一个被调用的 Rust 函数
#[no_mangle]
pub extern "C" fn rust_main() -> ! {
    loop {}
}

# 操作系统启动时所需的指令以及字段
#
# 我们在 linker.ld 中将程序入口设置为了 _start，因此在这里我们将填充这个标签
# 它将会执行一些必要操作，然后跳转至我们用 rust 编写的入口函数
#
# 关于 RISC-V 下的汇编语言，可以参考 https://github.com/riscv/riscv-asm-manual/blob/master/riscv-asm.md

# 们将 _start 函数放在了 .text 段的开头。
    .section .text.entry
    .globl _start
# 目前 _start 的功能：将预留的栈空间写入 $sp，然后跳转至 rust_main
_start:
    # 栈是从高地址往低地址增长，所以高地址是初始的栈顶
    la sp, boot_stack_top
    # 正式进入内核。
    call rust_main

    # 回忆：bss 段是 ELF 文件中只记录长度，而全部初始化为 0 的一段内存空间
    # 这里声明字段 .bss.stack 作为操作系统启动时的栈
    .section .bss.stack
    .global boot_stack
boot_stack:
    # 4096×4 Bytes = 16K 启动栈大小  启动时内核的栈
    .space 4096 * 16
    .global boot_stack_top
boot_stack_top:
    # 栈结尾

sudo apt install gcc gdb make  libpixman-1-dev libglib2.0-dev pkg-config
wget https://download.qemu.org/qemu-5.0.0.tar.xz
tar xvJf qemu-5.0.0.tar.xz
cd qemu-5.0.0/
./configure --target-list=riscv32-softmmu,riscv64-softmmu
make -j2
vim ~/.bashrc

export PATH=/home/ovea/qemu-5.0.0/riscv32-softmmu:/home/ovea/qemu-5.0.0/riscv64-softmmu:$PATH

qemu-system-riscv64 \
  --machine virt \
  --nographic \
  --bios default

OpenSBI v0.6
   ____                    _____ ____ _____
  / __ \                  / ____|  _ \_   _|
 | |  | |_ __   ___ _ __ | (___ | |_) || |
 | |  | | '_ \ / _ \ '_ \ \___ \|  _ < | |
 | |__| | |_) |  __/ | | |____) | |_) || |_
  \____/| .__/ \___|_| |_|_____/|____/_____|
        | |
        |_|

Platform Name          : QEMU Virt Machine
Platform HART Features : RV64ACDFIMSU
Platform Max HARTs     : 8
Current Hart           : 0
Firmware Base          : 0x80000000
Firmware Size          : 120 KB
Runtime SBI Version    : 0.2

MIDELEG : 0x0000000000000222
MEDELEG : 0x000000000000b109
PMP0    : 0x0000000080000000-0x000000008001ffff (A)
PMP1    : 0x0000000000000000-0xffffffffffffffff (A,R,W,X)

//!  - `#![no_std]`
//! 禁用Rust标准库
#![no_std]

//!  - `#![no_main]`
//! 不使用`main`函数等全部Rust-level入口点作为程序入口
#![no_main]
//! # 一些 unstable 的功能需要在 crate 层级声明后才可以使用
//! - `#![feature(llvm_asm)]`  
//!   内嵌汇编
#![feature(llvm_asm)]
//!
//! - `#![feature(global_asm)]`
//!   内嵌整个汇编文件
#![feature(global_asm)]

// 汇编编写的程序入口，具体见该文件
global_asm!(include_str!("entry.asm"));

use core::panic::PanicInfo;

/// 当 panic 发生时会调用该函数
/// 我们暂时将它的实现为一个死循环
#[panic_handler]
fn panic(_info: &PanicInfo) -> ! {
    loop {}
}

/// 在屏幕上输出一个字符，目前我们先不用了解其实现原理
pub fn console_putchar(ch: u8) {
    let _ret: usize;
    let arg0: usize = ch as usize;
    let arg1: usize = 0;
    let arg2: usize = 0;
    let which: usize = 1;
    unsafe {
        llvm_asm!("ecall"
             : "={x10}" (_ret)
             : "{x10}" (arg0), "{x11}" (arg1), "{x12}" (arg2), "{x17}" (which)
             : "memory"
             : "volatile"
        );
    }
}

/// Rust 的入口函数
///
/// 在 `_start` 为我们进行了一系列准备之后，这是第一个被调用的 Rust 函数
#[no_mangle]
pub extern "C" fn rust_main() -> ! {
    // 在屏幕上输出 "OK\n" ，随后进入死循环
    console_putchar(b'O');
    console_putchar(b'K');
    console_putchar(b'\n');

    loop {}
}

TARGET      := riscv64imac-unknown-none-elf
MODE        := debug
KERNEL_FILE := target/$(TARGET)/$(MODE)/os
BIN_FILE    := target/$(TARGET)/$(MODE)/kernel.bin

OBJDUMP     := rust-objdump --arch-name=riscv64
OBJCOPY     := rust-objcopy --binary-architecture=riscv64

.PHONY: doc kernel build clean qemu run

# 默认 build 为输出二进制文件
build: $(BIN_FILE) 

# 通过 Rust 文件中的注释生成 os 的文档
doc:
    @cargo doc --document-private-items

# 编译 kernel
kernel:
    @cargo build

# 生成 kernel 的二进制文件
$(BIN_FILE): kernel
    @$(OBJCOPY) $(KERNEL_FILE) --strip-all -O binary $@

# 查看反汇编结果
asm:
    @$(OBJDUMP) -d $(KERNEL_FILE) | less

# 清理编译出的文件
clean:
    @cargo clean

# 运行 QEMU
qemu: build
    @qemu-system-riscv64 \
            -machine virt \
            -nographic \
            -bios default \
            -device loader,file=$(BIN_FILE),addr=0x80200000

# 一键运行
run: build qemu

warning: Error finalizing incremental compilation session directory `/mnt/d/Projects/os_tutorial_summer_of_code_daily_schedule/RCore-Learning-Record/Lab_0/os/target/riscv64imac-unknown-none-elf/debug/incremental/os-2p2ojys6gu64z/s-fpgd50xh2w-csqeok-working`: Permission denied (os error 13)

warning: 1 warning emitted

    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.02s

OpenSBI v0.6
   ____                    _____ ____ _____
  / __ \                  / ____|  _ \_   _|
 | |  | |_ __   ___ _ __ | (___ | |_) || |
 | |  | | '_ \ / _ \ '_ \ \___ \|  _ < | |
 | |__| | |_) |  __/ | | |____) | |_) || |_
  \____/| .__/ \___|_| |_|_____/|____/_____|
        | |
        |_|

Platform Name          : QEMU Virt Machine
Platform HART Features : RV64ACDFIMSU
Platform Max HARTs     : 8
Current Hart           : 0
Firmware Base          : 0x80000000
Firmware Size          : 120 KB
Runtime SBI Version    : 0.2

MIDELEG : 0x0000000000000222
MEDELEG : 0x000000000000b109
PMP0    : 0x0000000080000000-0x000000008001ffff (A)
PMP1    : 0x0000000000000000-0xffffffffffffffff (A,R,W,X)
OK