3.5 KiB
概述
从C与Rust、Rcore与其它OS对比的角度，描述Rcore。
- Rcore：用Rust编写，运行于qemu和k210。
- Ucore：用C编写，运行于qemu。系统的结构应是最接近Rcore的。
- xv6-riscv：用C编写，运行于qemu。
- RT-Thread：用C编写，运行于k210。
第一节的目标是在屏幕上打印一些字符串。要实现此目标需要做以下的事：
- os成功从CPU手中接管控制权。
- os成功控制uart设备。
从CPU手中接管控制权
Rcore
要从CPU手中正确接管管控权，os就需要放在内存中合适的位置，这是由链接脚本控制的。
对于Rcore来说，它的链接脚本是linker-<platform>.ld。两个平台唯一的差别就是BASE_ADDRESS不一样，k210是0x80020000，而qemu是0x80200000。
硬件会从0x80000000开始执行代码，由于Rcore设置了bootloader，所以bootloader会先从0x80000000开始执行，再把控制权转交给os。k210只有6M的内存，在bootloader目录下可以查到rustsbi-k210.bin是78K，所以rustsbi-k210设定从它后面128K开始执行os是合适的。qemu默认的内存就达到了128M，rustsbi_qemu.bin是107K，所以rustsbi-qemu设定从它后面2M开始执行os也是没问题的。
Ucore
Ucore的链接脚本和Rcore是一样的。
xv6-riscv
与Rcore不一样，xv6-riscv的链接脚本设定os是从0x80000000开始的，这是因为xv6没有使用bootloader，不用给它留位置。
TR-Tread
RT-Thread针对K210的链接脚本是bsp/k210/link.lds，它和xv6-riscv一样，也是从0x80000000开始的，因为它没有使用像rustsbi这样的bootloader，而自己直接控制了所有的硬件。
控制uart设备
Rcore
os通过K210上的uart设备向主机发送信息，主机接收到信息后打印出来。
Rcore通过宏println!打印出"Hello world"。这个宏在src/console.rs里定义，最终调用了console_putchar()。console_putchar()定义在src/sbi.rs，最终使用ecall指令调用了机器态的rustsbi，传递的参数是SBI_CONSOLE_PUTCHAR。
上面通过ecall进到rustsbi的中断处理入口_start_trap，保存寄存器的值然后调用_start_trap_rust，即start_trap_rust函数。通过match运算匹配到SupervisorEnvCall，调用到rustsbi::ecall()执行具体的处理。从lib.rs可见ecall()即handle_ecall()，handle_ecall()在ecall.rs。在handle_ecall()里通过match运算匹配到LEGACY_CONSOLE_PUTCHAR，进而执行legacy::console_putchar()。在ecall/legacy.rs可见console_putchar()调用的是legacy_stdio_putchar()，从legacy_stdio.rs可见legacy_stdio_putchar()的定义，最终使用的crate：k210_pac提供的try_write()和try_flush()两个函数。可以从docs.rs网站得到k210_pac的详细介绍(包括源码)。
Ucore
Ucore也是通过ecall指令进到rustsbi，来实现printf()函数。从而打印"Hello world"。
xv6-riscv
xv6-riscv有自己定义对UART的驱动，详见kernel/uart.c文件。比如，通过Reg(THR)即可定位到UART设备的传输保持寄存器(transmit holding register)，只要向这个内存地址写入数据即可实现通过串口输出的功能。
RT-Thread
RT-Thread也有定义对K210的驱动，在bsp/k210/driver。比如drv_uart.c即为UART的驱动，其中_uarths即为UARTHS寄存器组的起始地址，在drv_uarths_putc()函数就实现了向UARTHS的传输保持寄存器txdata写入数据的功能。