又一位純手工打造CPU的牛人，并且匯編語言實現(xiàn)類Unix系統(tǒng)，支持文件系統(tǒng)
作者：安富萊電子，排版：曉宇
微信公眾號：芯片之家（ID：chiphome-dy）
硬件設計：
GR8CPU是在面包板上構建功能齊全的計算機。第一個版本GR8CPU Rev2擁有600多條電線，74個集成電路和79個LED燈。它是一個8位架構，考慮了簡單性和處理能力。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，正在構建第二個GR8CPU Rev3。有很多有趣的工作要做：具有65536字節(jié)的內存，改進的算法和設計更高的速度，該CPU是有史以來最復雜的面包板CPU。
最早效果：
RAM模塊已完成：
設計ALU：
完成ALU設計：
視頻卡設計：
完成視頻輸出電路：
類Unix系統(tǒng)設計
GR8NIX是受Unix啟發(fā)的操作系統(tǒng)，Unix是1970年代發(fā)布的簡單多用戶，多任務的操作系統(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用匯編語言編寫，內核由2000行匯編實現(xiàn)，5KB代碼：
（1）多線程支持32個并發(fā)線程。
（2）理論上不受限制的運行程序數(shù)量。
（3）動態(tài)內存分配，當前大小最大為8 KB。
（4）真正的程序執(zhí)行與位置無關（動態(tài)應用程序加載）。
但是，GR8NIX并不完美，由于硬件限制，GR8NIX無法：
（1）保護內存免受進程侵害。
（2）從嘗試運行無效指令中恢復。
（3）可靠地防止進程退出后發(fā)生內存泄漏。
實現(xiàn)了動態(tài)內存管理后，開始文件系統(tǒng)的制作，實現(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，它成功加載并運行了一個Shell程序，該程序又加載并運行了大家想要的任何其他程序。
首先，Exec負責加載程序并運行它們。Exec首先進行一些完整性檢查：文件是否存在？它是程序文件嗎？這是有效的嗎？接下來，Exec通過檢查每個條目并將其偏移量添加到其長度中來查找可執(zhí)行文件的長度。Exec找到的長度是這些計算出的最大長度。
此后，Exec調用thread_launch，這是一種用于準備啟動線程的方法。Exec通過向過程中添加一些原始數(shù)據(jù)來完成：用戶ID，指向分配的內存指針，運行的命令行以及工作目錄等等。