Simulador para Arquitectura MIPS32

Abstract

A virtualização de sistemas é cada vez mais utilizada no mundo informático. O seu emprego acarreta inúmeras vantagens, sendo que, em alguns casos, permite atingir melhor desempenho relativamente a uma máquina nativa. Esta tese propõe um modelo de implementação de um simulador da arquitectura MIPS32 utilizando a linguagem de programação C, sendo as aplicações de teste desenvolvidas utilizando a linguagem assembly MIPS. É objectivo recriar os primeiros passos no processo de virtualização de sistemas, assim como possibilitar a instalação de um minissistema operativo, baseado na família linux, no simulador. Para tal, será necessário reproduzir o comportamento de vários dispositivos físicos, tais como o disco rígido, interface de rede, TLB, cache, rato, teclado e monitor. Embora estes sejam dispositivos desejáveis, apenas o processador e a memória RAM são componentes fulcrais ao funcionamento do simulador. De forma a respeitar os requisitos mínimos da arquitectura serão implementados todos os mecanismos necessários, nomeadamente, coprocessadores, modos de operação registos genéricos e registos do coprocessador central, unidade de gestão de memória, mecanismo de tradução de endereços, sistema de excepções e sistema de interrupcões; ABSTRACT: Virtualization systems are increasingly used in the computer world. Their use brings numerous advantages and, in some cases, allows to achieve better performance compared to a native machine. This thesis proposes an implementation model of a simulator for MIPS32 architecture using the C programming language and the test applications developed using the MIPS assembly language. The aim is to recreate the rst steps in the process of virtualization systems, as well as to enable the installation of a Linux-based mini operating system in the simulator. This will need to reproduce the behavior of several physical devices such as hard disk, network interface, memory management unit including a translation lookaside bu er (TLB), cache, mouse, keyboard, monitor. Although these devices are desirable, only the processor and main memory RAM are key components to the operation of the simulator. In order to meet the minimum requirements of the architecture, all the necessary mechanisms will be implemented including coprocessors, operating modes, generic registers and records of the central coprocessor, memory management unit, address translation mechanism and the exception and interruption systems.