Lab2 在内核初始化时，通过 mem_init() 函数及后续一系列函数初始化内存，包括以下操作：
- 检测内存大小
- 创建一个物理内存分配器
- 创建内核页目录
- 创建空闲内存链表，记录所有空闲内存
- 完成内存分配、释放、查找、插入、映射等函数
Selector +--------------+ +-----------+
---------->| | | |
| Segmentation | | Paging |
Software | |-------->| |----------> RAM
Offset | Mechanism | | Mechanism |
---------->| | | |
+--------------+ +-----------+
Virtual Linear Physical
虚拟地址经过分段机制转换为线性地址，线性地址经过分页机制转换为物理地址。
在 JOS 中，线性地址（la）与物理内存地址（pa）互相转换
- pa = la - KERNBASE(0xF0000000)
- la = pa + KERNBASE(0xF0000000)
虚拟地址（va）转换为物理地址：va 高 10 位为页目录索引，中间 10 位为页表索引，通过这 20 位地址就能找到对应的物理内存页，va 低 12 位为物理内存偏移量。
程序文件中的代码所使用的变量、函数的地址或指针就是虚拟地址，经过一系列转换最终转换为物理地址。
JOS将线性地址空间分为两部分，ULIM以上的部分用户没有权限访问，内核有读写权限。
/*
* Virtual memory map: Permissions
* kernel/user
*
* 4 Gig --------> +------------------------------+
* | | RW/--
* ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
* : . :
* : . :
* : . :
* |~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~| RW/--
* | | RW/--
* | Remapped Physical Memory | RW/--
* | | RW/--
* KERNBASE, ----> +------------------------------+ 0xf0000000 --+
* KSTACKTOP | CPU0's Kernel Stack | RW/-- KSTKSIZE |
* | - - - - - - - - - - - - - - -| |
* | Invalid Memory (*) | --/-- KSTKGAP |
* +------------------------------+ |
* | CPU1's Kernel Stack | RW/-- KSTKSIZE |
* | - - - - - - - - - - - - - - -| PTSIZE
* | Invalid Memory (*) | --/-- KSTKGAP |
* +------------------------------+ |
* : . : |
* : . : |
* MMIOLIM ------> +------------------------------+ 0xefc00000 --+
* | Memory-mapped I/O | RW/-- PTSIZE
* ULIM, MMIOBASE --> +------------------------------+ 0xef800000
* | Cur. Page Table (User R-) | R-/R- PTSIZE
* UVPT ----> +------------------------------+ 0xef400000
* | RO PAGES | R-/R- PTSIZE
* UPAGES ----> +------------------------------+ 0xef000000
* | RO ENVS | R-/R- PTSIZE
* UTOP,UENVS ------> +------------------------------+ 0xeec00000
* UXSTACKTOP -/ | User Exception Stack | RW/RW PGSIZE
* +------------------------------+ 0xeebff000
* | Empty Memory (*) | --/-- PGSIZE
* USTACKTOP ---> +------------------------------+ 0xeebfe000
* | Normal User Stack | RW/RW PGSIZE
* +------------------------------+ 0xeebfd000
* | |
* | |
* ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
* . .
* . .
* . .
* |~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~|
* | Program Data & Heap |
* UTEXT --------> +------------------------------+ 0x00800000
* PFTEMP -------> | Empty Memory (*) | PTSIZE
* | |
* UTEMP --------> +------------------------------+ 0x00400000 --+
* | Empty Memory (*) | |
* | - - - - - - - - - - - - - - -| |
* | User STAB Data (optional) | PTSIZE
* USTABDATA ----> +------------------------------+ 0x00200000 |
* | Empty Memory (*) | |
* 0 ------------> +------------------------------+ --+
*
* (*) Note: The kernel ensures that "Invalid Memory" is *never* mapped.
* "Empty Memory" is normally unmapped, but user programs may map pages
* there if desired. JOS user programs map pages temporarily at UTEMP.
*/
