1527_AURIX_TriCore内核架构开篇与架构概述

Posted 2023-04-11 grey_csdn

全部学习汇总： GreyZhang/g_tricore_architecture: some learning note about tricore architecture. (github.com)

看文档的时候，引用了内核架构的内容。这方面我没有看过，除了ARM也没有什么内核算是较为认真的看过。纵然是ARM，看的时候也是有点走马观花。但是，内核相关的东西一点都不了解在遇到问题的时候也很棘手。因此，这次也把这个内核手册走马观花看一下。

这一页的目录中，提到了架构概述以及编程模型两部分。第一部分会是我这次看的一个主要的关注点，而第二个部分，我觉得有必要理解一下。如果每一个架构都能够抽取出来一个编程模型，那么理解其他的架构会有很多参考的信息可以类比。我猜测，这里面介绍的会是一些运算的功能以及中断系统之类的。

这里的几个功能主题：通用以及系统寄存器、任务和函数、中断系统。看到这里，前面我自己的一点思考可能错了，那就是编程模型中并不会介绍中断系统。中断系统在这个架构中是一个完整的章节。

说起来，我也记不清之前看过的ARM是什么状态了。当时看的都是网页的版本，而OS的调试没少翻看中断的部分。

这一页介绍了Trap、存储完整性错误缓冲？（具体的功能未知，尚不清楚表达什么含义）、地址分布以及存储配置。

这一页，提到了存储保护系统、临时保护系统、浮点单元、内核调试控制器。

内核寄存器表。

1. TriCore是一个32bit的DSP，为嵌入式的实时系统需求做了专门的优化。

2. 系统架构的文档分为两卷，上卷是架构以及系统交互为主的，下卷主要是指令集以及扩展的介绍。MMU以及FPU都在可以选择的模块。这倒是让我又纠正了一个错误的理念：之前从一个客户那边听说AURIX的单片机全都没有MMU，看起来也不全是。

3. 这里还有一些扩展的文档，有些涉及到DSP以及编译器编写的，这些我觉得都有必要看一下。但是不知道这样的文档是否好获取。

1. 寄存器的默认值一般不是架构设计决定的，跟内核的实现有关。

2. 两个缩写相关的说明，之前的文档中都是接触过的。

1. ISA，是指令集架构的缩写。

2. 这里提到了一个虚拟机地址的可选功能，应该就是MMU的可选配体现出来的吧？

3. 所有的功能都是可以通过32bit的指令进行访问的，16bit的指令只是一个子集，设计的目的是为了降低code size以及功耗。

4. 这里提出来了架构实时性的两个指标，后续类似的判断都可以作为参考。一个是中断的延迟，另外一个是上下文的切换时间。

1. 分支指令集采用了分支预测。

2. 零开销循环，这是一个较新的概念，后面需要补充一下相关的基础知识。

3. 几个比较特殊的高级功能：扩展位处理、MMU、单周期多指令。

4. 这里简单描述了一下编程模型，主要是数据类型、存储模型以及寻址模式的支持。

5. 架构寄存器中有两个特殊寄存器之前在接触OS的时候看到过，PCXI以及PSW，分别是先前上下文信息寄存器和程序状态字。

1. PCXI、PC、PSW在保存和恢复上下文的时候至关重要。

2. 32个通用的寄存器，分为地址寄存器和数据寄存器。

3. 数据寄存器中有一个特殊的寄存器，D15，一般是用作隐式数据寄存器。关于隐式数据。

4. 地址寄存器中有三个比较特殊的寄存器，分别是用于堆栈、返回地址、隐式地址等功能。

5. A0、A1、A8、A9四个寄存器被定义为系统全局寄存器，调用及中断不会保存或者恢复。这几个寄存器一般会被OS用来降低系统的开销。

1. 除了GPR还有CSFR，这些寄存器在后面的章节会有描述。

2. 支持的数据类型中有两个比较特殊的数据类型，一个是位串，另一个是有符号分数。

3. 在指令集的设计中，大部分的指令都是针对一个专门的数据类型的。

4. 内核的寻址范围是4GB，分为了16块，每一块是256M。

5. 内核支持7种寻址模式，还有4种不同的数据宽度。

6. 有专门的设计，可以从内核层级上通过DSP技术支持快速的傅里叶变换。

7. 这里从内核的角度提出来了一个任务的概念，任务是一个独立的控制线程，存在两种类型。类型一其实是跟我们通常接触到的RTOS有一定的相似之处的，类型二则是ISR。

1. 这里也进一步描述了，SMT其实就是OS管理的任务，跟前面理解的一样。

2. 三种任务模式，模式0，没有权限可以访问任何外设； 模式1，可以访问外设，短时间内可以关闭中断；模式2，允许访问所有的系统寄存器和外设，可以关闭中断。

3. 一直在很多文档中看到上下文的概念，这里第一次看到对于上下文的明确定义。不同于其他的芯片，TriCore的上下文的管理是可以通过硬件进行高效管理的。

4. 一个CSA有64个字节，通过一个链接字进行控制。这样的描述多少是有些抽象的，可以借助于开元的FreeRTOS的处理看一下这里面的实施是如何做的。这种信息交换速度比较快，关键的实现其实是通过一个宽总线来实现的。

5. 上下文的切换有很多种方式，比如说中断以及服务请求、Trap以及函数调用。前面一个我觉得还是可以理解的，后面两种模式，看上去不太理解。因为Trap的发生在我之前的印象里面一般会直接导致系统的停止，而函数的调用本身可能会被当做OS任务的一部分。

1. 中断系统的设计始终围绕SRN设计，SRN是服务请求节点的意思。

2. 传统的MCU一般通过加载存储中的向量表来确定PS，而TriCore中请求直接跳转到向量。这个描述没有很理解，但是从模型上考虑，可能这里提到的传统的模式是软中断，而TriCore实现的其实是硬终端。

3. TriCore的中断系统根据这些描述并没有在脑子里建立起很好的模型，后面还得去深入分析理解。从一个简单的问题思考角度来说就没有分析清楚：中断的优先级看起来是允许相同的，那么，不允许相同的又是什么？

4. Trap的产生原因一般来说有3种：NMI、指令异常、非法访问。如果出现了Trap，可以从D15种看到TIN的数值。

1. Trap是分为8类，具体的翻译不去写了，我在阅读笔记中已经标注了。

2. 保护系统主要是用来保护核心系统，防止受到非关键问题的影响或者防止未经授权的访问。

3. 全局的保护系统主要是有三种： Trap、IO权限以及存储保护系统。

4. 1.3以上的内核版本是支持选配MMU的，现在看到的这个内核已经到了1.6，应该是全都支持的。如果有MMU，可以进行虚拟内存的访问。如果没有，则可以选择给予范围的内存保护。

这里提了一下内核的调试，前面已经看过了相应的资料，这里的信息也不多，直接跳过了。

内核解读之内存管理开篇介绍

文章目录

• • 1、开篇介绍
  • 2、基本概念

1、开篇介绍

内存管理是linux内核比较重要的一个模块，其实也是任何操作系统里的一个核心专题。在实际的开发工作中，经常会遇到和内存牵扯的问题，比如内存泄露啊，内存越界等。如果你的技术仅仅只是停留于业务层面，对内核的东西一无所知，遇到这些问题往往是束手无策的。我们从事嵌入式linux开发的，应用程序跑在linux操作系统上，你总不能对程序的运行载体一无所知吧。网上有很多关于内存管理的博客，零零散散，对对错错，并不系统，我在阅读了大概上百篇博客之后，结合最新版本（6.x）的内核源码，写了这个系列的文章。

我喜欢研究新的内核，都2023年了，还有人抱着0.11版本或者是2.6.0版本的内核进行研究，他们的出发点都是低版本的内核代码量少，简单易看，但我还是觉得就像手机，买新不买旧，不学过时的技术。由于内核代码开发人员比较多，还是会有一些垃圾代码存在的，开发人员会持续更新，垃圾代码也就会越来越少，比如以前没有设备树的概念，Linus Torvalds在2011年3月17日的ARM Linux邮件列表宣称“this whole ARM thing is a fucking pain in the ass”，有点脏就不翻译了，反正就是整个arm都是垃圾的意思，这句话引发了ARM Linux社区的地震，随后ARM社区进行了一系列的重大修正。在过去的ARM Li