lec2：SPOC思考题
提前准备
（请在上课前完成，option）
- 完成lec2的视频学习
- 了解代码段，数据段，执行文件，执行文件格式，堆，栈，控制流，函数调用,函数参数传递，用户态（用户模式），内核态（内核模式）等基本概念。思考一下这些基本概念在不同操作系统（如linux, ucore,etc.)与不同硬件（如 x86, riscv, v9-cpu,etc.)中是如何相互配合来体现的。
- 安装好ucore/rcore实验环境，能够编译运行ucore/rcore labs中的源码。
- 会使用实验中的常用的工具和命令: objdump，nm，file, strace，gcc, gdb等，了解这些命令的用途。
思考题
你理解的对于类似ucore这样需要进程/虚存/文件系统的操作系统，在硬件设计上至少需要有哪些直接的支持？至少应该提供哪些功能的特权指令？
你理解的x86的实模式和保护模式有什么区别？你认为从实模式切换到保护模式需要注意那些方面？
物理地址、线性地址、逻辑地址的含义分别是什么？它们之间有什么联系？
你理解的risc-v的特权模式有什么区别？不同 模式在地址访问方面有何特征？
理解ucore中list_entry双向链表数据结构及其4个基本操作函数和ucore中一些基于它的代码实现（此题不用填写内容）
对于如下的代码段，请说明":"后面的数字是什么含义
/* Gate descriptors for interrupts and traps */ struct gatedesc { unsigned gd_off_15_0 : 16; // low 16 bits of offset in segment unsigned gd_ss : 16; // segment selector unsigned gd_args : 5; // # args, 0 for interrupt/trap gates unsigned gd_rsv1 : 3; // reserved(should be zero I guess) unsigned gd_type : 4; // type(STS_{TG,IG32,TG32}) unsigned gd_s : 1; // must be 0 (system) unsigned gd_dpl : 2; // descriptor(meaning new) privilege level unsigned gd_p : 1; // Present unsigned gd_off_31_16 : 16; // high bits of offset in segment };对于如下的代码段，
#define SETGATE(gate, istrap, sel, off, dpl) { \
(gate).gd_off_15_0 = (uint32_t)(off) & 0xffff; \
(gate).gd_ss = (sel); \
(gate).gd_args = 0; \
(gate).gd_rsv1 = 0; \
(gate).gd_type = (istrap) ? STS_TG32 : STS_IG32; \
(gate).gd_s = 0; \
(gate).gd_dpl = (dpl); \
(gate).gd_p = 1; \
(gate).gd_off_31_16 = (uint32_t)(off) >> 16; \
}
如果在其他代码段中有如下语句，
unsigned intr;
intr=8;
SETGATE(intr, 1,2,3,0);
请问执行上述指令后， intr的值是多少？
课堂实践练习
练习一
请在ucore中找一段你认为难度适当的AT&T格式X86汇编代码，尝试解释其含义。
(option)请在rcore中找一段你认为难度适当的RV汇编代码，尝试解释其含义。
练习二
宏定义和引用在内核代码中很常用。请枚举ucore或rcore中宏定义的用途，并举例描述其含义。
问答题
第一节
Q1：应用程序能直接调用内核的函数吗？说明原因，举个例子。
A：
Q2：内核能直接调用应用程序的函数吗？说明原因，举个例子。
A：
Q3：请说出你知道的特权指令或特权寄存器（x86/arm/mips/risc-v）
A:
Q4: 除了基于页表的地址空间隔离，请问还能想到其他的地址空间隔离方式吗？
A：
Q5：中断/异常有何区别？如果没有中断机制，应用程序/操作系统要如何与外设进行交互？
A：
第二节
Q1：你是如何理解和描述OS与APP的交互接口？
A：
Q2：你是如何理解和描述OS与CPU的交互接口？
A：
Q3：我们理解的RISC-V的Supervisor特权模式适合运行哪种类型的软件？
A:
Q4: 如果让一个通用操作系统（如Linux）运行在RISC-V的User模式，请问会发生什么现象？是否有相应的解决方法？
A：
Q5：RISC-V的中断产生后，CPU首先会在哪种特权模式下运行？
A：
第三节
Q1：
没问题
第四节
Q1：根据课程介绍，安装qemu-4.1+，通过qemu的monitor，查看ROM的指令是哪些？
A：https://rcore-os.github.io/rCore_tutorial_doc/chapter2/part5.html