启动 Linux 的最低处理器能力答案

【问题标题】：Minimum processor capability to boot Linux启动 Linux 的最低处理器能力
【发布时间】：2020-01-29 22:10:45
【问题描述】：

我正在设计定制处理器。它是一个流水线五级处理器。最终，我们希望在其上启动 Linux。为了启动像 Linux 这样的成熟操作系统，定制处理器必须具备的最低功能是什么？

请注意，此时我并没有询问将 Linux 移植到我的自定义处理器所需的步骤。在这个阶段，我只想知道我的处理器必须支持哪些功能才能启动像 Linux 这样的操作系统。

【问题讨论】：

标签： linux-kernel operating-system linux-device-driver cpu-architecture instruction-set

【解决方案1】：

虚拟内存（分页）和内核与用户权限级别是玩具 CPU 可能没有的主要级别。我认为有些 Linux 端口没有这些端口，比如 8086 或 286（不是 i386），但这些都不是完全正确的 Linux。

当然还有一个定时器中断，并且可能是至少 32 位整数的原子加载/存储。可能还有原子测试和设置，也可能是其他 RMW 原语，或者至少是 LL/SC。可能如果您的 ISA 只有 16 位，那么您可能只使用 16 位原子性，因为这仍然是指针宽度，但 IDK 是否将依赖于 32 位 volatile 存储或加载是原子的。我认为 Linux 可以使用 SeqLock 从定时器中断发布 64 位或 128 位时间戳更新，诸如此类。

（至于移植，您需要一个可以针对您的 ISA 的 GCC 兼容的 C 编译器，以及一些手写的 asm。以及某种可以用作控制台的驱动程序，例如串行端口。 )

【讨论】：

ARM7 没有 MMU，它不妨碍在其上运行 Linux。基本上任何微处理器（甚至 8 位）都能够运行 Linux，问题是用户需要哪些功能。问题中没有列出这些要求。