在第二阶段的活动中，我选择的是rCore的进一步扩展，因为时间与rCore移植比赛的重合性，我选择了在完善移植工作并结束比赛后才进一步做扩展相关的工作，因此可能对于扩展部分的改进不是很多。
rCoreloongArch
项目介绍
操作系统比赛功能赛道题目之一
目标平台: loongArch64
项目内容: 移植教学操作系统到目标平台上
发起者: 龙芯中科公司
项目难点
loongArch平台在2021年推出
缺乏相关资料
Rust对其支持还不够完善
loongArch是第一个国产自主指令集架构，有龙芯中科公司在2021年推出，其属于RISC指令集，因此在指令结构和功能上与MIPS、RISC-V等类似，但其也具有一些特殊的地方。在移植一个操作系统到一个新的平台上时，需要综合考虑是否具有完整的工具链，是否有详细的架构说明，是否有模拟的平台或者真实的硬件平台，对于loongArch来说，尽管不是所有的条件都非常完备，但工具齐全，因此移植工作是可行的。
对于移植工作，整体的过程与rCore中每一章节相同，其终极目标就是使得rCore的每一章代码都可以在loongArch平台上成功运行。其主要的节点如下
- 编译环境配置
- loongArch64的Rust交叉编译工具链
- loongArch64的gcc交叉编译工具
- 裸机启动
- 熟悉loongArch平台的启动流程 RISC-V: RustSBI – loongArch:UEFI
- 启用UART串口打印字符在终端上
- 特权级架构(涉及到大量CSR寄存器)
- 划分用户态与内核态
- 中断异常处理
- 应用程序二进制接口ABI
- 任务切换需要使用的被调用者保存寄存器
- 地址空间
- loongArch的存储管理
- 物理地址空间与虚拟地址空间
- 地址翻译模式
- 直接地址翻译(未启用页表之前使用，VA=PA)
- 直接映射地址翻译(内核代码所处的区间使用，VA=PA,但用户程序无法访问)
- 页表映射地址翻译(用户程序使用)
- 三级页表实现
- loongArch软件填页表,RISC-V硬件填页表
- 修改rCore中地址空间的实现
- 完成关于页表异常的处理(主要是重填异常/页修改异常)
- loongArch的存储管理
- 进程/线程
- 由于地址空间的差异性导致的内核栈与用户栈的差异
- 跳板页的移除和特权级切换的简化
- 外部设备
- PCI总线设备探测
- SATA设备读写硬盘
- 键盘与鼠标中断/loongArch外中断系统
- 其它
- 内核栈回溯工具（loongArch+risc-v版本）
- VBE简单图形显示(目前把rcore中第九章的gui也加入了)
- 指导手册
关于loongArch的未来工作
虽然目前rcore的九章代码几乎可以在loongArch上运行，但关于loongArch的外中断系统仍然需要改进，由于缺乏资料支撑，这方面可能会存在错误，这是改进之一，对于Rust来说，loongArch相关的库仍然几乎没有，如果想要开发者使用rust在loongArch上开发，可能需要进一步提供更多支持。因此在后续对loongArch的工作可能会包含下列事项:
- 将loongArch手册转换为rust库，包括指令集手册、3A5000手册、7A1000桥片手册(正在进行)
- 外中断系统的完整使用规范
rCore中的一点学习和改进
在完成上述所说的rCore龙芯平台移植后，就进入到了rCore的进一步扩展中，由于时间仓促，完成的工作不是很多。主要完成的工作如下:
- 内核支持读取设备树
- 将设备信息保存下来
- 自主选择设备的初始化
- 外部设备
- 添加了RTC实时时钟支持
- GUI
- 丰富组件，更正错误
- 图标正确显示
- 添加任务栏
- 以window建立窗口
- 新的Terminal
- 贪吃蛇小游戏
总结
参加此次训练营，一方面可以帮助我完成rCore的移植工作，一方面也可以学习其他人非常不错的想法，虽然没有在GUI的工作上做到更好，但好歹完成了移植工作。在接触了这么多有关操作系统相关的东西后，也更加坚定了以后走操作系统这条路的决心。