FarmOS

FarmOS 是北京航空航天大学的三名本科生共同开发的基于 RISC-V 的宏内核类 Unix 操作系统。

快速开始

环境准备

• 安装基础构建工具 GNU/make、GNU/Bash
• 安装 Python 3
• 安装 RISCV 64位 gcc 编译工具链
  • riscv64-unknown-elf-gcc
  • riscv64-unknown-elf-ld
  • ...
  • riscv64-unknown-elf-gdb
• 安装 Qemu-7.0.0 for Riscv64

在 Ubuntu 22.04 下安装 riscv64-unknown-elf-* 系列编译器：

sudo apt install gcc-riscv64-unknown-elf

调试器则需要自行编译安装。

安装 Qemu：

sudo apt install qemu-system-riscv64

编译 FarmOS

克隆本仓库代码到本地，然后运行：

make

即可编译得到 FarmOS 内核二进制文件 kernel-qemu.

运行 FarmOS

运行：

make qemu

可以运行FarmOS操作系统。

调试 FarmOS

运行：

make qemu-gdb

之后新建一个终端窗口，输入：

riscv64-unknown-elf-gdb kernel-qemu

用于加载内核二进制文件中的符号并开始调试。

然后在gdb提示符下，输入 target remote localhost:26000 连接调试端口。这样就可以开始调试了。

目录结构

• include/kern
  • boot 启动相关代码
  • dev 硬件抽象层
  • driver 驱动
  • fs 文件系统
  • lib 通用库
  • lock 锁
  • mm 内存管理
  • proc 进程管理
  • trap 中断处理
  • kernel.asm 内核反汇编文件
  • Makefile
• lib 用户与内核的通用库
• linker 链接脚本
• scripts 辅助脚本
• user 用户代码

常用的 Makefile 命令

• make / make all：生成内核镜像文件
• make clean：清空编译中间文件和目标文件
• make qemu：在qemu中运行FarmOS
• make qemu-gdb：使用gdb调试内核
• make check-style：使用clang-format检查C代码格式是否符合规范。代码规范位于 .clang-format 文件内
• make fix-style：使用clang-format自动修复C代码的格式

文档列表

架构与工具使用笔记

• gdb调试方法
• RISCV64寄存器
• SBI中文介绍(译)

区域赛文档

• 启动与引导
• 中断及异常处理
• 内存管理
• 用户进程与调度
• 系统调用的处理
• VFS

全国赛文档

• 文件系统
• sd卡驱动
• 网络层
• 内存管理
• 进程与线程
• 多核同步互斥机制设计

• 同步互斥调试笔记
• memset 优化
• kmalloc 内存分配

全国赛现场赛文档

• sshd for linux 适配文档

各阶段代码存档

• 全国赛第一阶段 QEMU 赛道
• 全国赛第一阶段 Hifive Unmatched 赛道
• 全国赛第二阶段 QEMU 赛道
• 全国赛第二阶段 Hifive Unmatched 赛道（现场赛题目）

参考资料

• XV6(RISC-V)
• MOS - 北京航空航天大学操作系统课程实验
• 图漏图森破 - 2022 年参赛作品