Lab2-Part3：Kernel Address Space

引用：https://www.jianshu.com/p/2f1c2431fefe

Part 3: Kernel Address Space

我们用qemu模拟器模拟了运行JOS所需的硬件，这个硬件的cpu拥有32位的地址总线，也就是说JOS的虚拟空间最大可以为为2^32，即4G（4294967296）。

JOS 将 4G 的线性（虚拟）地址空间划分为两个部分。用户使用低地址的部分，内核使用高地址的部分。这两者划分的界限是inc/memlayout.h中的ULIM这个宏，为内核保留了大约256MB左右的虚拟地址空间。（之所以这里说的是大约，是因为还有一部分是内核的栈，还有一个Memory-mapped I/O，这一块估计是给IO用的）。这也就是解释了在lab1中提到的，为什么内核占据了虚拟地址的高地址部分，因为我们要留给user process足够的空间。

在inc/memlayou.h当中有虚拟内存的示意图：memlayout.h

但是有点难懂，简书的扶桑与克里斯大佬做了一个补充图：

几个关键的位置用红色标出来了,UTOP下面的没画。

Permissions and Fault Isolation

权限和故障隔离
每个进程可以拥有不同的环境（我的理解：环境的不同其实就是寄存器和堆栈的不同）

内核kernel和用户内存存在于每个环境的地址空间中，为了防止用户进程访问并修改内核，我们必须在x86页表中使用权限位来允许用户代码只访问地址空间的用户部分

对于大于ULIM的地址，用户程序不能对这块内存执行任何操作，读写都不行，内核对这一块内存可读可写。对于内存从UTOP-ULIM,这一块内存对于kernel和user是read-only的，不能修改。低于UTOP的地址是给用户进程用的

Initializing the Kernel Address Space

我们要根据 inc/memlayout.h 中的虚拟内存布局（也就是上图）来设置UTOP以上的地址空间。
也就是Exercise 5 中的内容，
在Lab2-exercise1 中 我们为pages数组分配了内存并使用pages代表物理内存来管理物理内存，

在Lab2-exercise4 中我们实现了用于管理页目录、页表和pages关系(也就是虚拟内存和物理内存的关系）的几个函数。

在接下来的练习，也就是Lab2-exercise5中，我们将使用 exercise4 中的那几个函数来实现具体物理地址和具体虚拟地址之间的映射。

Exercise 5