一种基于制造技术

本发明专利技术涉及一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于RISC
‑
V服务器CPU的新型LinuxBoot启动引导方法及系统


[0001]本专利技术涉及计算机领域，特别涉及一种基于
RISC
‑
V
服务器
CPU
的新型
LinuxBoot
启动引导方法就系统
。

技术介绍

[0002]UEFI
是一种固件接口标准，代替了传统的
BIOS(
基本输入
/
输出系统
)
，用于初始化硬件和启动操作系统
。UEFI
提供了一个可扩展的固件环境，具有更强大的功能和灵活性
。
它支持多个操作系统
、
驱动程序和应用程序的加载和执行
。UEFI
引导程序负责初始化系统硬件
、
加载操作系统映像和设备驱动程序，并启动操作系统的执行
。
[0003]LinuxBoot
是一个开源项目，旨在用
Linux
内核替代传统的固件
(
如
BIOS
和
UEFI)
作为系统的启动引导
。
它采用
Linux
内核作为引导环境，通过在引导过程中加载
Linux
内核和用户空间工具集，实现了更快速
、
可靠和灵活的系统启动
。LinuxBoot
通过简化引导过程和减少复杂的引导层，提供了一种轻量级r/>、
灵活性高的启动解决方案
。
[0004]在现代计算机系统中，引导过程是操作系统启动的关键步骤之一
。
传统的启动过程依赖于复杂的引导层和传统的
BIOS/UEFI
，这些引导层在某些情况下可能会引入额外的复杂性和不稳定性
。
随着
RISC
‑
V
架构在服务器领域的应用越来越广泛，对一种更快速
、
可靠和灵活的
LinuxBoot
启动引导方法的需求也日益迫切
。

技术实现思路

[0005]针对现有的启动过程中对复杂的引导层和传统
BIOS/UEFI
的依赖，以及在
RISC
‑
V
服务器
CPU
应用中的需求，本专利技术提供了一种基于
RISC
‑
V
服务器
CPU
的新型
LinuxBoot
启动引导方法
。
该方法通过简化启动过程
、
减少对传统
BIOS/UEFI
的依赖，实现了更快速
、
可靠和灵活的
Linux
内核启动
。
[0006]本专利技术还提供了一种基于
RISC
‑
V
服务器
CPU
的新型
LinuxBoot
启动引导系统
。
[0007]术语解释：
[0008]1、RISC
‑
V
：
RISC
‑
V
是一种开源的指令集架构，它采用了精简指令集
、
模块化设计和可扩展性的理念
。
这使得
RISC
‑
V
处理器设计简单
、
成本低，并且能够根据需求进行灵活扩展
。RISC
‑
V
具备全平台支持，广泛应用于各种领域，并且在开放的生态系统中得到了持续的发展
。
[0009]2、OpenSBI
：
OpenSBI
是一个开源
、
标准化的超级管理程序二进制接口，旨在简化
RISC
‑
V
系统软件的开发和移植，提供通用基础
、
规范接口和可扩展性，以促进
RISC
‑
V
生态系统的发展和创新
。
[0010]3、EXT4
文件系统：
EXT4
文件系统是一种高性能
、
高可靠性的
Linux
文件系统，通过增加文件系统容量
、
改进性能和引入更强大的功能，满足了现代计算环境中对文件系统的需求
。
[0011]4、EXT4
文件系统驱动程序：
EXT4
文件系统驱动程序是
Linux
操作系统中的一个模块，用于与
EXT4
文件系统进行交互和管理
。
它提供了创建
、
读取
、
写入
、
删除和修改文件
、
目录和文件属性的功能，并提供一致性保护和硬盘空间管理
。
[0012]5、Hart(
硬件线程
)
：在
RISC
‑
V
中，
Hart
是指一个处理器核心，可以执行指令流
。
每个
Hart
都有一个唯一的标识符，称为
Hart ID。
初始化
Hart
涉及设置初始状态
、
配置寄存器和启动指令流的执行
。
[0013]6、Console(
控制台
)
：
Console
是系统的标准输入输出设备，用于与用户进行交互和显示调试信息
。
初始化
Console
涉及配置输入和输出接口，以及确保正确的输入和输出通道
。
[0014]7、PMU(Performance Monitoring Unit
，硬件性能监控单元
)
：
PMU
是一个硬件组件，用于监测和记录系统的性能数据，如指令执行次数
、
缓存命中率等
。
初始化
PMU
涉及配置计数器和事件选择，以便进行性能分析和优化
。
[0015]8、IRQ(Interrupt Request
，中断请求
)
：
IRQ
是指中断请求，用于通知处理器发生了某个外部事件，例如设备输入或时钟中断
。
初始化
IRQ
涉及配置中断控制器和中断处理程序，以确保系统能够适时响应和处理中断请求
。
[0016]9、IPI(Inter
‑
Processor Interrupt
，核间中断
)
：
IPI
是指处理器间的中断，用于处理器之间的通信和协作...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
RISC
‑
V
服务器
CPU
的新型
LinuxBoot
启动引导方法，其特征在于，包括：在服务器
CPU
上电后，首先执行
ZSBL
，
ZSBL
负责加载并跳转到
FSBL
；然后，
FSBL
将
DTB、OpenSBI
和
LinuxBoot
加载到内存中；
OpenSBI
首先执行底层初始化，再执行平台早期初始化，相关硬件设备初始化，以及平台最终初始化，最后执行二级引导跳转到
LinuxBoot
内核；
LinuxBoot
内核加载
u
‑
root
作为
initramfs
；
LinuxBoot
内核加载真正的
Linux
内核映像和设备树，并设置硬件配置和参数，从而启动
Linux
内核
。2.
根据权利要求1所述的一种基于
RISC
‑
V
服务器
CPU
的新型
LinuxBoot
启动引导方法，其特征在于，首先执行
ZSBL
，
ZSBL
负责加载并跳转到
FSBL
；然后，
FSBL
将
DTB、OpenSBI
和
LinuxBoot
加载到内存中，包括：
ZSBL
初始化处理器的基本环境，包括：设置寄存器
、
中断向量表和初始化存储器；
ZSBL
加载并跳转到
FSBL
，
FSBL
从存储介质中将
DTB、OpenSBI
和
LinuxBoot
加载到内存中；
FSBL
初始化存储器控制器
、
外设控制器
、
时钟控制器，并设置内存映射表，
FSBL
还负责从存储介质中加载和执行下一个阶段的引导加载程序
。3.
根据权利要求1所述的一种基于
RISC
‑
V
服务器
CPU
的新型
LinuxBoot
启动引导方法，其特征在于，
OpenSBI
首先执行底层初始化，再执行平台早期初始化，相关硬件设备初始化，包括
Hart、Console、PMU、IRQ、IPI、TLB、Timer、ecall、Domain、PMP
，以及平台最终初始化
。4.
根据权利要求1所述的一种基于
RISC
‑
V
服务器
CPU
的新型
LinuxBoot
启动引导方法，其特征在于，
LinuxBoot
内核加载真正的
Linux
内核映像和设备树，并设置硬件配置和参数，从而启动
Linux
内核，包括：
LinuxBoot
内核加载真正的
Linux
内核映像和设备树，并根据设备树的描述信息进行硬件初始化和配置，描述对象包括：处理器
、
内存
、
总线
、
时钟
、
中断控制器
、
定时器
、
串口
、
电源管理
、
存储设备及控制器
、
输入
/
输出设备
、
中断映射和设备节点之间的连接关系；
LinuxBoot
内核将控制权转交给
Linux
内核，从而启动操作系统的完整环境
。5.
根据权利要求1所述的一种基于
RISC
‑
V
服务器
CPU
的新型
LinuxBoot
启动引导方法，其特征在于，通过
FSBL

【专利技术属性】
技术研发人员：戴鸿君，蔡雨晴，李冰，翟明杰，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：