एमबॉक्स माउंट एल्ब्रस पर चढ़ना शुरू कर देता है

जो लोग हमारी परियोजना का अनुसरण कर रहे हैं, उन्होंने देखा होगा कि e2k फ़ोल्डर डायरेक्टरी में आर्किटेक्चर के साथ दिखाई दिया, जिसमें एल्ब्रस आर्किटेक्चर के साथ घरेलू प्रोसेसर का समर्थन है। Embox को घरेलू प्लेटफार्मों पर पोर्ट करने के लेखों की एक श्रृंखला इस वास्तुकला के बारे में एक कहानी के बिना पूरी नहीं होगी।

मैं लेख की सामग्री पर कुछ टिप्पणी करूंगा। सबसे पहले, हमारे द्वारा इस वास्तुकला में महारत हासिल करने की प्रक्रिया प्रारंभिक चरण में है, हम इस मंच पर Embox लॉन्च करने में कामयाब रहे, लेकिन हमने अभी तक कई आवश्यक भागों को लागू नहीं किया है, जिन पर भविष्य के प्रकाशनों में चर्चा की जाएगी। दूसरे, यह वास्तुकला जटिल है, और
एक विस्तृत विवरण के लिए प्रारूप की अनुमति से अधिक पाठ की आवश्यकता होती है
एक लेख। इसलिए, हम इस लेख को एक परिचय के रूप में लेने का सुझाव देते हैं,
वास्तुकला के बारे में कम से कम तकनीकी जानकारी युक्त।

चलिए शुरू करते हैं।

रिसर्च ऑब्जेक्ट - एंब्रॉयड पर एंबेडेड सिस्टम लेआउट

चूंकि हम Embox में लगे हुए हैं (और अगर किसी को पता नहीं है, तो यह एम्बेडेड सिस्टम पर केंद्रित है), हम मुख्य रूप से उस विकल्प में रुचि रखते थे जो MTsST खुद ही तैनात है, जिसमें एम्बेडेड सिस्टम भी शामिल है। MCST की ओर मुड़ते हुए हमने पाया कि कंपनी अपने प्रोसेसर को एम्बेडेड सिस्टम के लिए उपयोग करने में रुचि रखती है। इस सेगमेंट के नवीनतम समाधानों में से एक E4C-COM बोर्ड है । MCST के साथ संवाद करने की प्रक्रिया में, यह स्पष्ट हो गया कि वास्तुकला को पोर्ट करने और इसमें महारत हासिल करने के लिए, आप उपलब्ध मशीनों में से किसी का भी उपयोग कर सकते हैं, और हमें अस्थायी उपयोग के लिए एक टेम्पोर नाम का कंप्यूटर दिया गया था। सामान्य तौर पर, एक मोनोक्ब काफी नहीं है जो हम एम्बेडेड सिस्टम में उपयोग किया जाता है। आमतौर पर, एम्बेडेड सिस्टम एकल-बोर्ड कंप्यूटर, एक चिप - एक चिप या एक माइक्रोकंट्रोलर पर एक प्रणाली का उपयोग करता है, लेकिन मोनोक्लेब एक पूर्ण विकसित कंप्यूटर है, लेकिन चूंकि इसे "जलवायु और यांत्रिकी" में परीक्षण किया गया है, इसलिए इसे अभी भी एक एम्बेडेड सिस्टम माना जा सकता है।

कंपाइलर, बिल्ड, फिल इमेज

सिस्टम यूनिट प्राप्त करने के बाद, स्वाभाविक रूप से सवाल पैदा हुआ - छवि में कैसे भरें। MCST अपने स्वयं के BIOS (प्रथम स्तर सिस्टम बूट लोडर) का उपयोग करता है। डिफ़ॉल्ट रूप से, एल्ब्रस ओएस स्थापित है (यानी संशोधनों के साथ डेबियन)। हम अपनी खुद की छवि लॉन्च करने में रुचि रखते हैं। सौभाग्य से, MTST लोडर नेटवर्क पर चित्र चला सकता है। ऐसा करने के लिए, ईथरनेट प्रोटोकॉल पर ATA का उपयोग करें।

जब हमें एक स्टैंड स्थापित करने और नेटवर्क पर एक बाहरी छवि लॉन्च करने में मदद मिली, हमने अपनी छवि विकसित करना शुरू कर दिया। ऐसा करने के लिए, हमें एक कंपाइलर की आवश्यकता है। हमें सार्वजनिक डोमेन में संकलक नहीं मिला, लेकिन चूंकि हमने एनडीए पर हस्ताक्षर किए थे, इसलिए हमें लिनक्स के लिए बायनेरिज़ दिया गया था। संकलक काफी जीसीसी-संगत निकला, और हमें कुछ भी नहीं बदलना पड़ा, निश्चित रूप से, संकलन झंडे के अपवाद के साथ, जिसे हम एक अलग कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइल में ले गए। यह बहुत ही अनुमानित है, क्योंकि लिनक्स, संशोधनों के साथ, इस संकलक द्वारा इकट्ठा किया जाता है।

कुछ तकनीकी प्रश्न

ओएस को एक प्लेटफॉर्म पर पोर्ट करने जैसी विशिष्ट गतिविधियों में शामिल लोग जानते हैं कि प्रोग्राम कोड को मेमोरी में सही ढंग से रखना है। यही है, एक लिंकर स्क्रिप्ट (lds) लिखें और स्टार्ट कोड लागू करें। हमने जल्दी से लिंकर स्क्रिप्ट का पता लगाया, लेकिन प्रारंभ कोड को लागू करते समय, हम पहले जादू में भाग गए, जिसे हम पूरी तरह से समझ नहीं पाए। तथ्य यह है कि एल्ब्रस में x86- संगतता मोड है और 0x00FF0000 पर एक कोड है, जिसे मैं बस एक लिंक दूंगा, क्योंकि हमने इसे MCST उदाहरण से उधार लिया था। लिंकर स्क्रिप्ट शामिल है

.bootinfo : { _bootinfo_start = .; /* . = 0x1000000 - 0x10000; */ /* 0x00FF0000 */ *(.x86_boot) . = _bootinfo_start + 0x10000; _bootinfo_end = .; } SECTION_REGION(bootinfo) .text : { _start = .; /* 0x01000000 */ *(.e2k_entry); 

स्टार्टर कोड स्वयं कोडांतरक में भी नहीं लिखा गया है, लेकिन केवल सी में । इसे 0x01000000 पर स्थित अनुभाग में रखा गया है, जो, नियमित रूप से x86 मशीनों के शुरुआती पते से मेल खाती है - उस पते पर मल्टीबूट हेडर या एक अन्य हेडर निहित है।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि प्रारंभ कोड और पते सही हैं, आपको कुछ आउटपुट प्राप्त करने की आवश्यकता है। यदि आप किसी भी चरित्र को प्रिंट कर सकते हैं, तो सबसे अधिक संभावना है कि स्ट्रिंग्स के आउटपुट के साथ कोई समस्या नहीं होगी। इस आउटपुट का उपयोग करना, डिबगिंग के लिए पहले से ही परिचित प्रिंटफ () का उपयोग करना संभव होगा। इसके अलावा, अधिकांश प्लेटफ़ॉर्म एक विशिष्ट रजिस्टर में एक साधारण प्रविष्टि करके वर्णों को आउटपुट करने की क्षमता प्रदान करते हैं (क्योंकि बूटलोडर में UART को आवश्यकतानुसार कॉन्फ़िगर किया गया है)।

हमारा कंप्यूटर am85c30 सीरियल पोर्ट कंट्रोलर (उर्फ z85c30 का उपयोग करता है। हमने जल्दी से पाया कि हम एक वर्ण को कैसे प्रिंट कर सकते हैं, और यह हमारे प्रिंटफ के काम करने के लिए पर्याप्त है। हमें तुरंत एक अजीब समस्या का सामना करना पड़ा - प्रिंटफ द्वारा छपे कुछ पात्रों की नकल प्रतीत होती है, लेकिन। यह कभी-कभी मिश्रित हो जाता है, उदाहरण के लिए, जब हैलो, दुनिया को आउटपुट करने की कोशिश की जा रही है! यह Hhelellloo, woworrlldd की तरह कुछ निकला। अब यह स्पष्ट लगता है कि मामला मल्टी-कोर है, लेकिन सबसे पहले हमने ड्राइवर के चारों ओर पॉक किया। हमारे मोनोकब में एक दोहरे कोर एल्ब्रस -2 सी -2 है। + (1891VM7YA) ( चार डीएसपी कोर की गिनती नहीं होती है) और बूटलोडर सभी प्रोसेसर कोर को सक्रिय करता है। परिणामस्वरूप, मल्टीकोर (एसएमपी) के साथ गड़बड़ न करने के लिए, पहले को छोड़कर सभी कोर को अनंत लूप में भेजा जाता है। ऐसा करने के लिए, हमने प्रोसेसर संख्या के लिए एक चर पेश किया और परमाणु अतिरिक्त का उपयोग करके इसे बढ़ाएँ। शून्य कोर काम करना जारी रखता है, जबकि अन्य कर्नेल लूप।

  cpuid = __e2k_atomic32_add(1, &last_cpuid); if (cpuid > 1) { /* XXX currently we support only single core */ while(1); } /* copy of trap table */ memcpy((void*)0, &_t_entry, 0x1800); kernel_start(); 

कर्नेल_स्टार्ट () कॉल पहले से ही हमारे कोड पर नियंत्रण का हस्तांतरण है।
हमने परमाणु जोड़ भी लिया, हमारे लिए यह जादू जैसा लगता है। लेकिन, जैसा कि आप जानते हैं, यह काम करता है - स्पर्श न करें!

 #define WMB_AFTER_ATOMIC ".word 0x00008001\n" \ ".word 0x30000084\n" #define __e2k_atomic32_add(__val, __addr) \ ({ \ int __rval; \ asm volatile ("\n1:" \ "\n\tldw,0 %[addr], %[rval], mas=0x7" \ "\n\tadds %[rval], %[val], %[rval]" \ "\n\t{"\ "\n\tstw,2 %[addr], %[rval], mas=0x2" \ "\n\tibranch 1b ? %%MLOCK" \ "\n\t}" \ WMB_AFTER_ATOMIC \ : [rval] "=&r" (__rval), [addr] "+m" (*(__addr)) \ : [val] "ir" (__val) \ : "memory"); \ __rval; \ }) 

एक और जादू जो मुझे उधार लेना पड़ा वह कुछ कोड है, जो सभी कोर के लिए आवश्यक है। अर्थात्,

 static inline void e2k_wait_all(void) { _Pragma ("no_asm_inline") asm volatile ("wait \ttrap = %0, ma_c = %1, fl_c = %2, ld_c = %3, " "st_c = %4, all_e = %5, all_c = %6" : : "i" (0), "i" (1), "i" (1), "i" (0), "i" (0), "i" (1), "i" (1) : "memory"); } 

नतीजतन, स्टार्टअप कोड लिखने के बाद, हमें न केवल प्रिंटक का उपयोग करके प्रदर्शित किए गए संदेश मिले, बल्कि लोडिंग मॉड्यूल भी शुरू हुए, जो आमतौर पर काफी मानक संकलक के लिए बहुत तुच्छ नहीं है। इसलिए एक बार फिर मैंने ध्यान दिया कि इस बार जीसीसी के साथ संगतता बहुत प्रसन्न थी।

अगला कदम आमतौर पर इंटरप्ट कंट्रोलर और टाइमर को शुरू करना है, लेकिन यह सोचकर कि हमें इन उपकरणों के लिए न केवल समर्थन को लागू करना होगा, बल्कि बीच के हैंडलर्स के लिए वास्तु कोड भी होगा, हमने तय किया कि हम परिधि से शुरू कर सकते हैं। मोनोकाब में एक PCIe बस है, प्रोग्रामर के लिए यह एक नियमित PCI जैसा दिखता है। हम मुख्य रूप से दो उपकरणों में रुचि रखते थे: एक डिस्प्ले कंट्रोलर और एक नेटवर्क कंट्रोलर।

मोनोक्यूब sm750 श्रृंखला से एक ग्राफिक नियंत्रक का उपयोग करता है। यह एम्बेडेड अनुप्रयोगों के लिए एक ग्राफिक्स नियंत्रक है, इसमें 2 डी-ग्राफिक्स के लिए जहाज पर समर्थन है। चिप को सीधे मदरबोर्ड में मिलाया जाता है, जैसा कि मैं इसे समझता हूं। लिनक्स के लिए ड्राइवर के स्रोत यहां मिल सकते हैं ।

ड्राइवर मिलने के बाद, ऐसा लगा कि हमारी समस्याएं खत्म हो गई हैं, यह केवल पीसीआई के लिए नियंत्रक को लागू करने के लिए बना रहा। मापदंडों का पता लगाने के लिए पीसीआई कॉन्फ़िगरेशन स्थान के अधिक सटीक, पढ़ने / लिखने के संचालन। इन कार्यों के कार्यान्वयन को फिर से उधार लेना पड़ा। नतीजतन, पढ़ने के रिकॉर्ड मैक्रोज़ की तरह नीचे आ गए

 /* * Do load with specified MAS */ #define _E2K_READ_MAS(addr, mas, type, size_letter, chan_letter) \ ({ \ register type res; \ asm volatile ("ld" #size_letter "," #chan_letter " \t0x0, [%1] %2, %0" \ : "=r" (res) \ : "r" ((__e2k_ptr_t) (addr)), \ "i" (mas)); \ res; \ }) #define _E2K_WRITE_MAS(addr, val, mas, type, size_letter, chan_letter) \ ({ \ asm volatile ("st" #size_letter "," #chan_letter " \t0x0, [%0] %2, %1" \ : \ : "r" ((__e2k_ptr_t) (addr)), \ "r" ((type) (val)), \ "i" (mas) \ : "memory"); \ }) 

कुछ समझ में आ रहा है कि क्या हो रहा है। एल्ब्रस में कई वैकल्पिक पता स्थान हैं, उदाहरण के लिए, स्पार्क वास्तुकला में । पता स्थान पहचानकर्ता का उपयोग करके पहचान की जाती है। यही है, एक ही ld कमांड अलग-अलग आंतरिक पतों पर जाता है, यह अलग-अलग लंबाई (8, 16, 32, 64 बिट्स) के पढ़ने के संचालन को भी उत्पन्न करता है। अगर SPARC में यह एक अलग lda / sta कमांड है, तो मापदंडों के कारण Elbrus में, यह ld कमांड है। रजिस्टर खिड़कियां SPARC वास्तुकला से उधार ली गई थीं । मैं बाद के लेखों के लिए अधिक विस्तृत कहानी को स्थगित कर दूंगा।

नतीजतन, पीसीआई के साथ सब कुछ बदल गया। हम सभी आवश्यक डेटा प्राप्त करने में सक्षम थे, ग्राफिक्स ड्राइवर को खुद में स्थानांतरित कर दिया, लेकिन फिर हम निम्नलिखित समस्या में भाग गए। वीडियो मेमोरी में एक चित्र बनाने के लिए, आपको दो बार लिखना होगा। सब कुछ कैश करने का इशारा किया। इस समस्या को हल करने के लिए, एमएमयू से निपटना आवश्यक था, और यह, जैसा कि वे कहते हैं, कोंडाका के साथ हल नहीं किया जा सकता है, जैसा कि, सिद्धांत रूप में, कई अन्य समस्याएं जो हमने सामना की और इस वास्तुकला के विकास के दौरान एक से अधिक बार सामना करेंगे।

हमने अन्य दिशाओं में प्रगति की है: रुकावट और सिस्टम कॉल, लेकिन हम इस बारे में इस सबज़री के अगले लेख में भी बात करेंगे। इस लेख के अंत में, मैं केवल आउटपुट को कंसोल (सीरियल पोर्ट के माध्यम से) में लाऊंगा।

निष्कर्ष

जैसा कि मैंने परिचय में कहा, मैं मुख्य रूप से तकनीकी विवरणों पर नहीं, बल्कि सामान्य भावनाओं पर ध्यान केंद्रित करना चाहता हूं। इसलिए, भावनाएं विरोधाभासी हैं, हालांकि निश्चित रूप से अधिक सकारात्मक है। एक ओर, प्रोसेसर मौजूद है और वास्तुशिल्प सुविधाओं के मामले में बहुत दिलचस्प है। इस प्रोसेसर के आधार पर, कंप्यूटर सिस्टम का उत्पादन किया जाता है, इसमें काफी उच्च गुणवत्ता का सॉफ्टवेयर होता है। जैसा कि मैंने कहा, कंपाइलर के बारे में कोई शिकायत नहीं थी (एक निश्चित बिंदु तक, जिसे मैं थोड़ा बाद में वर्णन करूंगा), एक पूर्ण लिनक्स है (ओएस "एल्ब्रस")। मैंने व्यक्तिगत रूप से देखा कि कैसे ICST में ही, डेवलपर ने एलब्रस आर्किटेक्चर के साथ डेस्कटॉप पर सही बनाया।

लेकिन दूसरी ओर, मुझे यह समझ में नहीं आता है कि इतनी दृढ़ता के साथ वे इस प्रोसेसर के साथ इंटेल x86 का एक सामान्य प्रतिस्थापन करने का प्रयास क्यों कर रहे हैं। वास्तव में, दुनिया में कहीं भी वे वीएलआईडब्ल्यू आर्किटेक्चर पर आधारित प्रोसेसर का उपयोग सार्वभौमिक व्यक्तिगत कंप्यूटर के रूप में नहीं करते हैं। VLIW, इसकी स्थापत्य सुविधाओं के कारण, एक शांत "नंबर कोल्हू" है, वे इस पर डीएसपी बनाते हैं, उन्होंने इटेनियम सर्वर बनाए, उन्होंने ग्राफिक कार्ड बनाए। नहीं, एक खुदाई के साथ, निश्चित रूप से, आप एक पेड़ लगाने के लिए एक छेद खोद सकते हैं, लेकिन क्या यह इसके लायक है।

मुख्य समस्या जो वास्तुकला के विकास को बाधित करती है, मेरी राय में, पूरे पारिस्थितिकी तंत्र की बंद प्रकृति है। हां, कमांड सिस्टम का विवरण प्राप्त करने के लिए, आपको बस एनडीए पर हस्ताक्षर करने की आवश्यकता है, लेकिन यह पर्याप्त नहीं है। वास्तुकला अपरिचित और बहुत जटिल है। हां, मैंने हमेशा सोचा था कि कुछ बुनियादी सॉफ्टवेयर प्रोसेसर निर्माता से सीधे विकसित होने चाहिए, अच्छी तरह से, या उसके साथ निकट सहयोग में। इस सिद्धांत के अनुसार, एलब्रस पर एक पीसी में एल्ब्रस ओएस के साथ एक सॉफ्टवेयर पैकेज है। लेकिन फिर भी यह मानना ​​बहुत अच्छा है कि एक कंपनी, यहां तक ​​कि एक बड़ी भी, सभी घटकों को गुणवत्ता का समर्थन प्रदान कर सकती है: एक प्रोसेसर, एक कंपाइलर, विकास और डिबगिंग टूल, सिस्टम सॉफ्टवेयर (विभिन्न ओएस), एप्लीकेशन सॉफ्टवेयर, ... इंटेल भी ऐसा नहीं कर सकता। दुनिया लंबे समय से तथाकथित सहयोग या संयुक्त विकास की ओर बढ़ रही है।

मैं आपको एक कंपाइलर समस्या का उदाहरण देता हूं, जिस पर हम लड़खड़ा गए। कुछ बिंदु पर सीरियल पोर्ट ड्राइवर ने पात्रों को प्रदर्शित करना बंद कर दिया, और, पहली नज़र में, कुछ भी नहीं बदला है। यह पता चला कि हमने अप्रयुक्त डिबगिंग फ़ंक्शन को हटा दिया था, जिसे हमने असेंबलर के माध्यम से समझने के लिए डाला था कि असेंबलर में फ़ंक्शन के लिए तर्क कैसे पारित किया जाए। यही है, यदि फ़ंक्शन मौजूद है, तो सब कुछ ठीक है, यदि नहीं, तो आउटपुट गायब हो जाता है। सबसे पहले, उन्होंने संरेखण के लिए पाप किया, लेकिन यह पता चला कि फ़ंक्शन को सी-श्निक के अंत में स्थानांतरित किया जा सकता है, इसलिए ड्राइवर के सभी वर्ण पहले की तरह ही एक ही स्थान पर थे, लेकिन समस्या फिर से शुरू हो गई थी। हालांकि यह समस्या हल नहीं हुई है, हम एमसीटीएस से कंपाइलर के डेवलपर्स को दिखाने या यह समझने के लिए जांच करना जारी रखते हैं कि हमने कहां गलती की।

उपरोक्त समस्या, मेरी राय में, यदि अधिक तृतीय-पक्ष उपयोगकर्ता थे, तो इसे टाला जा सकता था। कम से कम, समस्या पहले से ही प्रकाश में आ गई होगी, या, हम सिर्फ वही कर सकते हैं जो हमने गलत किया था।

ICST भी बंद होने की समस्या से अवगत है, क्योंकि अभी तक अवर्गीकृत चीजों की खोज की प्रक्रिया शुरू नहीं हुई है। उदाहरण के लिए, मैंने कई सम्मेलनों में कई एलब्रस पीसी पर Alt-Linux का काम देखा। इस वर्ष के एक सम्मेलन से प्रदर्शन की तस्वीरें हैं (खेद है कि खराब देखने के लिए, यह अंधेरा था)। हम विकास से भी जुड़े। हमें उम्मीद है कि हम ICST के लिए उपयोगी होंगे, क्योंकि, जैसा कि यह पता चला है, लिनक्स में एलब्रस वास्तुकला के कुछ हाइलाइट्स का समर्थन नहीं किया जा सकता है (या लागत बहुत बड़ी है), उदाहरण के लिए, टैग की गई मेमोरी।



एक अन्य महत्वपूर्ण बिंदु जब हमने MCST के डेवलपर्स के साथ बंद होने की समस्या पर चर्चा की, तो उन्होंने इस बात पर आपत्ति जताई कि, उदाहरण के लिए, लिनक्स कर्नेल स्रोत लंबे समय से खुले थे, लेकिन केवल हमने और डोलोमेंट डेवलपर्स ने प्रश्न पूछे और उनका किसी तरह उपयोग किया।

इसके अलावा, मेरी जानकारी के अनुसार, MCST एक स्टैंड का आयोजन करने जा रहा है
दूर से सुलभ। जिस पर एलब्रस आर्किटेक्चर के साथ पीसी पर सॉफ्टवेयर को इकट्ठा करना और चलाना संभव होगा। यदि समान रुचि है और आप स्टैंड का उपयोग करना चाहते हैं, तो आपको संपर्क करना चाहिए, उदाहरण के लिए, मुझे: वर्णन करें कि इसका उपयोग करने की योजना कैसे बनाई गई है, यह कितना समय लगता है और इसी तरह, क्योंकि सॉफ़्टवेयर को बदलने के साथ साझा करने के लिए, आपको एक शेड्यूल व्यवस्थित करने की आवश्यकता है। मैं डेटा को आईसीएसटी को हस्तांतरित करूंगा या आयोजकों के साथ इच्छा रखने वालों को जोड़ूंगा।

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उपयोगी लिंक:

उपयोगकर्ताओं के लिए मेलिंग पता उपयोगकर्ता [at] mcst.ru है
एल्ब्रस की वास्तुकला का एक संक्षिप्त विवरण
Embox स्रोत

पुनश्च हम सबको दिखाएंगे कि हमें 1-2 सितंबर को टेकट्रेन आईटी उत्सव में क्या मिला।