作者：安富萊電子，排版：曉宇

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硬件設(shè)計(jì)：
? ? GR8CPU是在面包板上構(gòu)建功能齊全的計(jì)算機(jī)。第一個(gè)版本GR8CPU Rev2擁有600多條電線，74個(gè)集成電路和79個(gè)LED燈。它是一個(gè)8位架構(gòu)，考慮了簡(jiǎn)單性和處理能力。CPU可以訪問256字節(jié)的RAM，已經(jīng)為其編寫了功能齊全的Tic-Tac-Toe游戲。
? ? 到目前為止，正在構(gòu)建第二個(gè)GR8CPU Rev3。有很多有趣的工作要做：具有65536字節(jié)的內(nèi)存，改進(jìn)的算法和設(shè)計(jì)更高的速度，該CPU是有史以來最復(fù)雜的面包板CPU。

最早效果：

RAM模塊已完成：

設(shè)計(jì)ALU：

完成ALU設(shè)計(jì)：

視頻卡設(shè)計(jì)：

完成視頻輸出電路：

類Unix系統(tǒng)設(shè)計(jì)
? ? GR8NIX是受Unix啟發(fā)的操作系統(tǒng)，Unix是1970年代發(fā)布的簡(jiǎn)單多用戶，多任務(wù)的操作系統(tǒng)。基于unix的思想的現(xiàn)代操作系統(tǒng)包括Linux， MacOS和Android等。GR8CPU Rev3用匯編語(yǔ)言編寫，內(nèi)核由2000行匯編實(shí)現(xiàn)，5KB代碼：
（1）多線程支持32個(gè)并發(fā)線程。
（2）理論上不受限制的運(yùn)行程序數(shù)量。
（3）動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，當(dāng)前大小最大為8 KB。
（4）真正的程序執(zhí)行與位置無關(guān)（動(dòng)態(tài)應(yīng)用程序加載）。
但是，GR8NIX并不完美，由于硬件限制，GR8NIX無法：
（1）保護(hù)內(nèi)存免受進(jìn)程侵害。
（2）從嘗試運(yùn)行無效指令中恢復(fù)。
（3）可靠地防止進(jìn)程退出后發(fā)生內(nèi)存泄漏。
實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理后，開始文件系統(tǒng)的制作，實(shí)現(xiàn)從磁盤中加載文件：

??? 在視頻展示中，大家可以看到gr8nix變得栩栩如生，它成功加載并運(yùn)行了一個(gè)Shell程序，該程序又加載并運(yùn)行了大家想要的任何其他程序。

? ? 首先，Exec負(fù)責(zé)加載程序并運(yùn)行它們。Exec首先進(jìn)行一些完整性檢查：文件是否存在？它是程序文件嗎？這是有效的嗎？接下來，Exec通過檢查每個(gè)條目并將其偏移量添加到其長(zhǎng)度中來查找可執(zhí)行文件的長(zhǎng)度。Exec找到的長(zhǎng)度是這些計(jì)算出的最大長(zhǎng)度。
? ? 此后，Exec調(diào)用thread_launch，這是一種用于準(zhǔn)備啟動(dòng)線程的方法。Exec通過向過程中添加一些原始數(shù)據(jù)來完成：用戶ID，指向分配的內(nèi)存指針，運(yùn)行的命令行以及工作目錄等等。

-END-

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的又一位纯手工打造CPU的牛人，并且汇编语言实现类Unix系统，支持文件系统的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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