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| | 17 | L'UE Archi-2 est la suite de l'UE Archi-1 LU3IN029 du tronc commun au premier semestre. Archi-1 décrit tout d'abord l'architecture externe du MIPS (celle visible du programmeur) et la programmation structurée en assembleur (avec des fonctions et une pile). Dans une première partie, les programmes sont exécutés sur le simulateur de processeur MARS qui permet d'observer l'évolution des registres du processeur et l'évolution des segments de mémoire utilisés par le code, les data et la pile. L'UE présente ensuite l'architecture d'un petit SoC (System-On-Chip) intégrant un MIPS et quelques composants simples (des mémoires et un contrôleur de terminaux texte). Ce SoC est alors utilisé comme support d'un embryon de système d'exploitation construit pas-à-pas. A la fin du module, le système d'exploitation démarre et exécute une application laquelle interagit avec le SoC par le biais des appels système. |
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| | 19 | L'objectif général d'Archi-2 est d |
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| | 23 | Il s'avère que ce que fait l'instruction `syscall` n'est pas détaillé et l'architecture de l'ordinateur, au centre duquel se trouve le processeur MIPS, est juste présentée. C'est pourquoi le but des trois dernières séances est d'étudier plus en détail l'architecture d'un ordinateur simple, de type [https://www.wikiwand.com/fr/Microcontr%C3%B4leur microcontrôleur] à base de MIPS, et d'y exécuter une application au-dessus d'un embryon de système d'exploitation qui exécute les appels système, c'est-à-dire les services accessibles par l'instruction `syscall`. |
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| | 25 | Concernant le matériel, il est donc composé d'un processeur MIPS connecté à une mémoire et quelques périphériques. La mémoire contient le code et les données. Les périphériques sont les composants permettant les entrées-sorties (p. ex. le terminal écran-clavier) ou alors les composants offrant un service spécifique (p. ex. le ''timer'' qui compte le temps). Il s'agit d'apprendre à : |
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| | 27 | 1. manipuler les deux modes d'exécution du processeur (mode ''kernel'' et mode ''user'') ; |
| | 28 | 2. communiquer avec les contrôleurs de périphériques grâce à des registres de commandes accessibles dans l'espace d'adressage du processeur en utilisant les instructions ''load''/''store'' (`lw`/`sw`); |
| | 29 | 3. utiliser les lignes d'interruption des contrôleurs de périphériques (signal électrique à deux états : ''ON'' et ''OFF'') pour prévenir le processeur d'un événement. |
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| | 31 | Concernant le logiciel, il est écrit en langage C et en assembleur. Il est composé d'un empilement de couches logicielles. Il y a tout d'abord le code de démarrage du processeur (le ''boot''), puis le noyau du système d'exploitation, puis la bibliothèque système (la ''libc''), et enfin l'application de l'utilisateur. Le code de ''boot'' initialise l'ordinateur. Le noyau gère les ressources matérielles et exécute les appels système (`syscall`). La bibliothèque système (la ''libc'') est un ensemble de fonctions standards tel que `fprintf()` invoquant l'instruction `syscall`. Et enfin, l'application de l'utilisateur est un algorithme utilisant les fonctions de la ''libc''. Il s'agit d'apprendre à : |
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| | 33 | 1. programmer en langage C et utiliser une chaîne de compilation standard (compilateur + éditeur de liens) via un `Makefile` ; |
| | 34 | 2. exécuter les programmes sur un simulateur d'ordinateur complet avec processeur, mémoire et contrôleurs de périphériques ; |
| | 35 | 3. comprendre quelques services proposés par un système d'exploitation simple tels que les pilotes de périphériques, le gestionnaire de syscall, l'exécution de plusieurs fonctions en temps partagé (en les exécutant à tour de rôle très rapidement). |
