# 論文紀錄
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## Goal
- 在 兩顆 OR1200 CPU 的 URduino FPGA 板子上執行自己的 "多核心作業系統"。
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## 單核 & 多核 作業系統考量的差異
- 多核需要比單核多用到那些機制?
- 中斷後每個 CPU 的 Tick 是否會相同?
- 多核心獨立運作以及一起運作的差異？
- 如果有兩顆 CPU 那一個 CPU 一個 Main 檔，每個 CPU 跑自己的 TASK，那有關需要用到同一個 "腳位" 等等問題時，控制模式是什麼？
- 如果一個 Main 檔沒有 Create Task，OS 一樣可以 Work 嗎？
- 中斷都給同一個 CPU 和分配給兩個 CPU 的差異？
- 決定哪顆 CPU 執行中斷之後，另外一顆 CPU 會先繼續執行他自己的工作嘛?
- 在 Context Switch 時，有與沒有 PageTable 的差別 ?
( Switch Process,Task )

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## 多核心需要的重點
- BootMain , BootOther 的必要性。
- 分配中斷(System Call,Exception,Interrupt)給 CPU (xv6 中的 trap())
- 成大接手的程式碼也可以跑多核心，XV6 也是跑多核心，那兩者一樣都可以跑，那差異到底再哪？
- 因為用到多核心以及 Shared Memory ，在 Kernal 中需要使用 Lock 來做保護機制，在 Lock 的使用上必須謹慎小心。

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## 細節
- 受限於硬體設計 : xv6 中使用 xchg (Intel 獨有指令) 組語指令告知其他CPU他已準備好，大家可以啟動了，我再 or1200 中要用什麼方式？
- Spin Lock 撰寫程式的使用該如何?
- 中斷中做的事越少越好要怎麼修改? 【 UrSwitchContext()、UrTimeDispos() 】

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## 前綴工作
1. [閱讀 OpenRISC 1000](https://openrisc.io/or1k.html)
2. [閱讀 OpenRISC 1200](ftp://ftp.gwdg.de/pub/misc/opencores/cores/or1k/openrisc1200_spec.pdf)
3. [閱讀 WISHBONE](https://hackmd.io/LD3cRQV2TJWKW3Vwpw-Quw)
4. [閱讀 FreeRTOS](https://hackmd.io/1pUKb29sScGbs9RO6UU3tA)
5. [閱讀 XV6](https://hackmd.io/F9yPrBCeRFy8HBf_xa20Ow)

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## Step 1 ： 摸索
[URrduino 摸索筆記](https://hackmd.io/MYFg7CCmBmAmsFpoE4zQVAjAIwdgbJAMwLwAcAhvgKzAUQghA===#urrduino-%E6%91%B8%E7%B4%A2%E7%AD%86%E8%A8%98)

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## Step 2 ： 設置 Shared Memmory
[設置 Shared Memmory (20180126 Meeting)](https://hackmd.io/ySAOnEdaRfKhk4spnAUs5g?view)

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## Step 3 ： 自製 OS - UrOS
[自製 OS - UrOS (20180129 Meeting)](https://hackmd.io/9A5fl3lPRmqqMVEeTww9Sw)

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## Step 4 ： 替換成新的 OS 並測試單核心
[替換成新的 OS 並測試單核心基本 Context Switch](https://hackmd.io/wiebVQ5PRN-zb0D1q5eu-Q)

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## Step 5 ： 修改 Link Script (與 Step 4 同時進行)
- 設定記憶體到 Shared Memory 區域使得兩顆 CPU 皆看的到

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- 為了燒入時只要燒錄到 1 顆 CPU 即可兩顆 CPU 互相排程，但 Task Code 會放在被燒錄 CPU (Core 0) 的記憶體區間當中，此時當另一顆 CPU (Core 1) Context Switch 發生時，要運行在 CPU (Core 0) 記憶體區間中的程式碼所以無法正常運行。
- 記憶體區間 ( SRAM )
- Core 0 : 0x00000~0x38000
- Core 1 : 0x38000~0x70000
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| Problem | File | Solution |
| -------- | -------- | -------- |
| 如何將 Function Code 放至指定記憶體 | arch/link_build_sys.ld | [SolutionURL](http://forum.andestech.com/viewtopic.php?f=23&t=183) |
| 如何放至指定記憶體 以及 得到 Link Script Symbol | arch/link_build_sys.ld | [SolutionURL](https://mcuoneclipse.com/2016/11/01/getting-the-memory-range-of-sections-with-gnu-linker-files/) |
| 只要將 Task Main Code 放在 .bss 的 Section 之後就會當掉 | arch/link_build_sys.ld | 依照下列接續 Debug |
| Debug : 在開機程式測試在哪裡不 Work | arch/reset.S | [Debug Detail](https://hackmd.io/EbAcHYGYFNkhaAZtAnI+AWUAGa9QDGwAbPEQTIqNACYrHBA=#Debug-%EF%BC%9A-%E5%9C%A8%E5%93%AA%E5%80%8B%E7%92%B0%E7%AF%80%E5%87%BA%E9%8C%AF%E4%BD%BF%E5%BE%97%E8%BC%B8%E5%87%BA%E4%B8%8D%E4%BA%86%E6%96%87%E5%AD%97) |
| Debug2 : 修改 Verilog | addr_decoder.v/memory_manager.v | [Debug2 Detail](https://hackmd.io/2uVnj8ihRUyjp7HsMderHg#Debug2-Detail) |
| Debug3 : 生成組語檔案 | Makefule_ | [Debug3 Detail](https://hackmd.io/Nlq9qUbvQGyZ2XzUiZVpEA#Debug3--%E7%94%9F%E6%88%90%E7%B5%84%E8%AA%9E%E6%AA%94%E6%A1%88) |
| Debug4 : 觀察組語檔 | rtosdemo.dis | [Debug4 Detail](https://hackmd.io/SeXZ7OtsQ3GI3G8BBzr4Mg#Debug4-Detail) |

- [最終 Link Script 檔](https://hackmd.io/e-XsRjdTQj-sXSo1YzHW6g)
- [產生之 Memory Map](https://hackmd.io/Wz1wnSm4TIOYUUW6BAXhEA)

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## Step 6 ： OS All Function Test
[OS All Function Test](https://hackmd.io/xyNpjI_iQeuyiVfje3c3-A?both)

:::warning
- 強制轉換記憶體位置會跑掉
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## 20180315 Meeting ( Detail in Step 6 )
- [x] 需新增 Current Tick ( Time Slice )
> [time=Sat, Mar 21, 2018]
- [x] Ready Queue 一個 Priority 一條 (搜尋比較快) & Delay Queue 改成 Tick 小的在前面
> [time=Sat, Mar 21, 2018]
- [ ] Idle Task 執行 Yield ( Garbage Collection )

- [ ] 都完成後用中斷去測試

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## 20180322 Meeting
報告實作進度，完成新增 Current Tick 以及 一個 Priority 一條 Queue。

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