操作系统 原理与实现 LEC2：ARM64硬件结构与系统接口

在学习UESTC《嵌入式系统及应用》时做过简要总结
https://github.com/AceBlackbird/AssemblyLanguage/blob/main/ARM/ARM体系结构基础.pdf

ARM64寄存器

特权级

• EL0:用户态程序
• EL1:kernel(内核)
• EL2:MMU(虚拟机监控器)
• EL3:TrustZone相关

本课程主要涉及EL0~EL1

MMIO

• MMIO(Memory-mapped IO)
  将设备映射到连续的物理内存中，使用相同的指令
• PIO (Port IO)
  IO设备有独立的地址空间，使用特殊指令

AArch64使用MMIO

操作系统的启动过程

bootloader和kernel放在同一个ELF文件中，BootLoader位于.init段并通过链接器设置入口，Kernel位于text段

1. 主CPU启动，其他次CPU等待
2. 层级切换，跳转至EL1
3. 准备C函数栈，设置异常向量
4. 根据UART协议，进行内存空间的初始化
5. 初始化页表，开启MMU。此时将kernel代码映射到低地址段和高地址段两份，方便访问。
6. 进入Kernel。跳转到Kernel的main函数，真正进入操作系统，然后开启OS的各种服务。

后续课程实验在虚拟机环境中的ARM模拟器（包含CPU、内存和各种设备）。