lecture-10-2.srt

0
00:00:00,000 --> 00:00:07,120


1
00:00:07,320 --> 00:00:10,640
好 那我们首先再回顾一下历史

2
00:00:10,680 --> 00:00:12,800
就是Lab1完成了什么事情

3
00:00:12,840 --> 00:00:15,400
我们lab1其实一开始的时候

4
00:00:15,440 --> 00:00:16,200
它有个很重要的功能

5
00:00:16,240 --> 00:00:18,120
就是printf能够输出

6
00:00:18,160 --> 00:00:19,720
能够输出字符串

7
00:00:19,760 --> 00:00:21,200
那别小看printf

8
00:00:21,240 --> 00:00:22,720
那么printf这个输出呢

9
00:00:22,760 --> 00:00:25,480
能够有效地帮助我们来知道

10
00:00:25,520 --> 00:00:26,680
我们当前执行在什么地方了

11
00:00:26,720 --> 00:00:28,560
可以通过输出一些有意义的一些

12
00:00:28,600 --> 00:00:31,040
字符或者数字来帮助你理解

13
00:00:31,080 --> 00:00:33,280
你程序的一个执行行为

14
00:00:33,400 --> 00:00:34,880
再接下来我们是完成了

15
00:00:34,920 --> 00:00:36,480
保护模式和段机制的建立

16
00:00:36,520 --> 00:00:38,240
那这个建立在我们80386

17
00:00:38,280 --> 00:00:40,640
这个硬件基础之上的

18
00:00:40,680 --> 00:00:42,560
那有了这个保护模式和段机制呢

19
00:00:42,600 --> 00:00:44,560
为我们后续的页机制的建立

20
00:00:44,600 --> 00:00:45,680
打下了一个基础

21
00:00:45,720 --> 00:00:47,840
且有了段机制和保护模式之后

22
00:00:47,880 --> 00:00:49,520
我们可以使用32位的地址空间

23
00:00:49,560 --> 00:00:50,600
这是一个很重要的一个

24
00:00:50,640 --> 00:00:52,960
就是在lab1要完成的事情

25
00:00:53,000 --> 00:00:56,440
然后我们还完成了中断的机制

26
00:00:56,480 --> 00:00:57,440
这一点很重要

27
00:00:57,480 --> 00:01:00,000
因为中断我们前面在原理课讲到

28
00:01:00,040 --> 00:01:01,080
中断是干什么呢

29
00:01:01,120 --> 00:01:04,880
中断可以来响应外设的请求

30
00:01:04,920 --> 00:01:06,840
第二个呢我们应用程序呢

31
00:01:06,880 --> 00:01:08,800
也可以通过中断这种机制

32
00:01:08,840 --> 00:01:10,640
来得到操作系统的服务

33
00:01:10,680 --> 00:01:12,400
甚至说我们应用程序写错了

34
00:01:12,440 --> 00:01:14,560
这所谓的异常 产生异常之后呢

35
00:01:14,600 --> 00:01:16,640
我们操作系统也可以有效地去处理

36
00:01:16,680 --> 00:01:18,960
那这里面呢 建立好中断机制之后呢

37
00:01:19,000 --> 00:01:22,040
为我们这次实验这个缺页异常

38
00:01:22,080 --> 00:01:23,680
缺页异常或者访问页异常

39
00:01:23,720 --> 00:01:25,920
这种情况的处理打下很好的基础

40
00:01:25,960 --> 00:01:29,000
那有了这三个的工作之后呢

41
00:01:29,040 --> 00:01:31,160
那我们在完成lab3的时候

42
00:01:31,200 --> 00:01:34,960
就可以做到有的放矢

43
00:01:35,000 --> 00:01:36,400
那我们再看一下

44
00:01:36,440 --> 00:01:38,440
这个中断机制怎么建立的

45
00:01:38,480 --> 00:01:41,200
大家还回顾一下有没有印象

46
00:01:41,240 --> 00:01:43,960
首先这里面有一个中断的一个

47
00:01:44,000 --> 00:01:45,440
中断描述符表一个寄存器

48
00:01:45,480 --> 00:01:48,920
它记录了中断描述符表的起始地址

49
00:01:48,960 --> 00:01:51,240
那中断描述符表是干什么的呢

50
00:01:51,280 --> 00:01:53,720
它其实是存了很多的中断门

51
00:01:53,760 --> 00:01:54,880
一项一项的中断门

52
00:01:54,920 --> 00:01:56,400
这个中断门指出了

53
00:01:56,440 --> 00:01:58,160
当产生一个中断之后

54
00:01:58,200 --> 00:02:00,760
它对应的中断服务例程

55
00:02:00,800 --> 00:02:02,040
应该位于什么地方

56
00:02:02,080 --> 00:02:03,200
就是干这个事情的

57
00:02:03,240 --> 00:02:04,280
那么这相当于存了一个

58
00:02:04,320 --> 00:02:06,920
相关的所有中断或者异常的

59
00:02:06,960 --> 00:02:10,160
一个记录它地址的一个地方

60
00:02:10,200 --> 00:02:11,680
这是IDT 那么我们在lab1里面

61
00:02:11,720 --> 00:02:13,440
需要把这个IDT给建立好

62
00:02:13,480 --> 00:02:14,080
还要完成一系列

63
00:02:14,120 --> 00:02:15,520
中断初始化工作之后呢

64
00:02:15,560 --> 00:02:20,240
我们中断整个机制就可以建好了

65
00:02:20,280 --> 00:02:21,840
那建好中断处理机制之后

66
00:02:21,880 --> 00:02:24,920
我们可以看到一旦产生了一个中断

67
00:02:24,960 --> 00:02:26,800
那么中断都是有个中断号

68
00:02:26,840 --> 00:02:27,680
那么这里面我说的中断

69
00:02:27,720 --> 00:02:30,200
其实也包含了异常

70
00:02:30,240 --> 00:02:31,840
中断 异常产生之后呢

71
00:02:31,880 --> 00:02:33,520
会根据它的编号

72
00:02:33,560 --> 00:02:36,160
硬件 我们CPU会找这个IDT

73
00:02:36,200 --> 00:02:38,600
我们lab1我们ucore建好这个IDT

74
00:02:38,640 --> 00:02:40,040
找到你对应的中断号

75
00:02:40,080 --> 00:02:43,400
所对应的那个我们说叫中断

76
00:02:43,440 --> 00:02:46,200
或者陷井这个gate 门 这个门

77
00:02:46,240 --> 00:02:47,280
在这个门里面呢

78
00:02:47,320 --> 00:02:48,640
很重要一点它有offset

79
00:02:48,680 --> 00:02:49,680
就是它有一个偏移 

80
00:02:49,720 --> 00:02:51,000
这里面记的偏移

81
00:02:51,040 --> 00:02:53,000
同时还记录一个信息

82
00:02:53,040 --> 00:02:54,320
就是它那个selector

83
00:02:54,360 --> 00:02:56,080
我们称之为选择子

84
00:02:56,120 --> 00:02:58,600
这些概念其实在lab1里面都碰到过

85
00:02:58,640 --> 00:02:59,840
这选择子实际上

86
00:02:59,880 --> 00:03:01,200
跟我们段机制又结合起来了

87
00:03:01,240 --> 00:03:03,680
这个选择子作为Index作为一个索引

88
00:03:03,720 --> 00:03:06,520
来查找我们另外一个 另外一个表

89
00:03:06,560 --> 00:03:07,600
我们称之为GDT

90
00:03:07,640 --> 00:03:08,720
就是全局描述符表

91
00:03:08,760 --> 00:03:10,840
或者简单说就是段表

92
00:03:10,880 --> 00:03:12,280
有了段表之后呢

93
00:03:12,320 --> 00:03:13,880
根据它（选择子）的Index可以查找

94
00:03:13,920 --> 00:03:15,960
你到底它（选择子）属于哪一个段

95
00:03:16,000 --> 00:03:19,960
然后从而可以知道这个段的

96
00:03:20,000 --> 00:03:21,480
Base Address 就是基址

97
00:03:21,520 --> 00:03:25,320
这个基址加上offset形成了最终的这个

98
00:03:25,360 --> 00:03:29,160
中断服务例程的入口地址 

99
00:03:29,200 --> 00:03:31,120
所以说你可以看到我们的硬件

100
00:03:31,160 --> 00:03:33,280
一旦识别产生了一个中断之后呢

101
00:03:33,320 --> 00:03:35,120
根据它的中断号或者异常号

102
00:03:35,160 --> 00:03:38,000
来再进一步查找IDT和GDT

103
00:03:38,040 --> 00:03:40,720
从而可以跳到我们说

104
00:03:40,760 --> 00:03:43,480
中断服务例程的起始地址去执行

105
00:03:43,520 --> 00:03:46,120
这是说中断机制建立完之后呢

106
00:03:46,160 --> 00:03:49,200
我们硬件可以干的事情

107
00:03:49,240 --> 00:03:50,760
那我们操作系统从哪开始工作呢

108
00:03:50,800 --> 00:03:51,920
就从这儿开始工作

109
00:03:51,960 --> 00:03:54,920
一旦我们这个EIP说

110
00:03:54,960 --> 00:03:56,720
我们程序计数器跳这个地方

111
00:03:56,760 --> 00:03:58,360
我们CPU跳出来执行之后呢

112
00:03:58,400 --> 00:04:00,280
接下来的工作就是中断服务例程

113
00:04:00,320 --> 00:04:02,360
整个处理过程也是我们ucore

114
00:04:02,400 --> 00:04:04,320
里面的lab1来完成的

115
00:04:04,360 --> 00:04:07,280
它完成了怎么去响应和进一步去

116
00:04:07,320 --> 00:04:09,760
处理这个中断或者异常这个情况

117
00:04:09,800 --> 00:04:11,760
那也意味着如果说我们在lab3里面

118
00:04:11,800 --> 00:04:13,560
产生了一个页异常的一个中断

119
00:04:13,600 --> 00:04:14,680
那我们相应应该有一个

120
00:04:14,720 --> 00:04:16,880
页异常的一个中断服务例程

121
00:04:16,920 --> 00:04:18,280
来应对这种事情

122
00:04:18,320 --> 00:04:20,360
这需要我们去在lab3中

123
00:04:20,400 --> 00:04:22,120
去完成这个练习的

124
00:04:22,160 --> 00:04:26,840


125
00:04:26,880 --> 00:04:28,040
那我们再看看lab2 

126
00:04:28,080 --> 00:04:29,400
lab1做了一个简单回顾

127
00:04:29,440 --> 00:04:31,520
我们再看lab2 那lab2是干什么呢

128
00:04:31,560 --> 00:04:34,360
lab2主要是完成对物理内存的管理

129
00:04:34,400 --> 00:04:36,360
主要完成这个页表机制建立

130
00:04:36,400 --> 00:04:37,280
所以说你可以看到

131
00:04:37,320 --> 00:04:39,320
它首先要去查找当前我们内存中

132
00:04:39,360 --> 00:04:40,520
有多少物理空间

133
00:04:40,560 --> 00:04:42,360
可以去使用 建立好一个

134
00:04:42,400 --> 00:04:44,600
就是对空闲物理空间的管理

135
00:04:44,640 --> 00:04:45,960
那这里面需要注意的是

136
00:04:46,000 --> 00:04:47,920
这个物理空间呢是连续的地址

137
00:04:47,960 --> 00:04:49,640
我们管理的是一块连续地址空间

138
00:04:49,680 --> 00:04:52,120
那和我们原理课里面讲的这个

139
00:04:52,160 --> 00:04:54,200
说连续地址空间内存分配呢

140
00:04:54,240 --> 00:04:55,880
是有紧密对应关系的

141
00:04:55,920 --> 00:04:58,080
第二个我们建立一个

142
00:04:58,120 --> 00:05:00,880
很简单的一个内存分配算法

143
00:05:00,920 --> 00:05:02,800
基于连续地址空间的内存分配算法

144
00:05:02,840 --> 00:05:04,960
这个算法其实在我们

145
00:05:05,000 --> 00:05:08,360
数据结构课里面也都会涉及到

146
00:05:08,400 --> 00:05:11,320
再最后就是要建立页机制

147
00:05:11,360 --> 00:05:12,920
它从而可以实现离散地址空间的

148
00:05:12,960 --> 00:05:14,160
一个有效的管理

149
00:05:14,200 --> 00:05:16,000
可以把一个所谓的虚地址

150
00:05:16,040 --> 00:05:17,360
映射到一块物理地址

151
00:05:17,400 --> 00:05:19,280
那么这是有页表机制在这里面

152
00:05:19,320 --> 00:05:22,080
完成了所谓的地址映射工作

153
00:05:22,120 --> 00:05:23,280
怎么去建立页表机制呢

154
00:05:23,320 --> 00:05:26,960
应该说是lab2里一个重要的实验内容

155
00:05:27,000 --> 00:05:32,080
好 页表机制涉及到什么呢

156
00:05:32,120 --> 00:05:34,360
涉及到我们说页表里面

157
00:05:34,400 --> 00:05:35,760
每一项一些功能

158
00:05:35,800 --> 00:05:37,320
那里面其实关注几个

159
00:05:37,360 --> 00:05:40,520
第一个页表呢它有一个起始地址

160
00:05:40,560 --> 00:05:41,600
这个起始地址是放在

161
00:05:41,640 --> 00:05:44,440
我们的CR3寄存器里面存着的

162
00:05:44,480 --> 00:05:45,520
它CR3寄存器这是

163
00:05:45,560 --> 00:05:47,080
我们一个特殊的控制寄存器

164
00:05:47,120 --> 00:05:48,840
它存着我们建立页表的

165
00:05:48,880 --> 00:05:50,400
起始地址在什么地方

166
00:05:50,440 --> 00:05:53,280
然后页表其实也是一个大数组

167
00:05:53,320 --> 00:05:55,280
里面每一项我们称之为页目录项

168
00:05:55,320 --> 00:05:56,160
或者是页表项

169
00:05:56,200 --> 00:05:58,440
如果是对于80386 32位机器而言

170
00:05:58,480 --> 00:06:01,160
它是一个二级的一个分层的页表

171
00:06:01,200 --> 00:06:03,640
所以呢它这里面会有所谓这个

172
00:06:03,680 --> 00:06:06,440
页目录项和页表项

173
00:06:06,480 --> 00:06:07,520
这两者是不一样的

174
00:06:07,560 --> 00:06:09,520
那么是二层的一个页表结构

175
00:06:09,560 --> 00:06:10,840
对于页目录项而言

176
00:06:10,880 --> 00:06:12,480
它里面的每一项存放着什么呢

177
00:06:12,520 --> 00:06:15,560
是存放着页表的基地址就是这一块

178
00:06:15,600 --> 00:06:18,760
这是一个项 那么这一项呢是32位

179
00:06:18,800 --> 00:06:22,840
那对于页目录项来说

180
00:06:22,880 --> 00:06:24,240
它很重要的一个信息就是这个

181
00:06:24,280 --> 00:06:25,600
page table address

182
00:06:25,640 --> 00:06:29,000
就是它所指向的对应页表的起始地址

183
00:06:29,040 --> 00:06:30,720
而对于页表项来说呢

184
00:06:30,760 --> 00:06:31,800
那它存的是什么呢

185
00:06:31,840 --> 00:06:33,320
存的是对应那个物理页

186
00:06:33,360 --> 00:06:35,680
页帧的起始地址

187
00:06:35,720 --> 00:06:37,160
那有了这个起始地址

188
00:06:37,200 --> 00:06:38,600
再加上我们说那个

189
00:06:38,640 --> 00:06:40,560
EIP所表示的offset

190
00:06:40,600 --> 00:06:42,000
就是页内的偏移

191
00:06:42,040 --> 00:06:43,520
我们就会形成最终的物理地址

192
00:06:43,560 --> 00:06:46,560
那这是整个说CR3

193
00:06:46,600 --> 00:06:50,240
然后这个是页目录项还有页表项

194
00:06:50,280 --> 00:06:51,840
这三者结合在一起呢

195
00:06:51,880 --> 00:06:54,280
就可以构成一个映射机制

196
00:06:54,320 --> 00:06:56,760
那这是我们lab2里面来完成的工作

197
00:06:56,800 --> 00:07:00,040
相信大家在完成lab1 lab2之后呢

198
00:07:00,080 --> 00:07:01,920
对我刚才提到中断处理机制

199
00:07:01,960 --> 00:07:04,040
页表机制有更深刻的理解

200
00:07:04,080 --> 00:07:05,320
那么有了这个基础

201
00:07:05,360 --> 00:07:06,480
等于是有了这个机制之后呢

202
00:07:06,520 --> 00:07:10,280
我们就可以来完成虚存管理了

203
00:07:10,320 --> 00:07:13,080
那我们虚存管理要干什么事情

204
00:07:13,120 --> 00:07:15,280
首先要充分利用lab1和lab2

205
00:07:15,320 --> 00:07:16,680
已经实现好的框架

206
00:07:16,720 --> 00:07:18,160
我们已经实现好的中断处理框架

207
00:07:18,200 --> 00:07:19,400
我们实现好了页表这个

208
00:07:19,440 --> 00:07:22,080
映射机制的框架 这个我们要重用

209
00:07:22,120 --> 00:07:24,120
在基础之上我们要去设计一个

210
00:07:24,160 --> 00:07:27,120
虚存的管理总体框架 从而可以达到

211
00:07:27,160 --> 00:07:30,080
我们刚才说的那个实验目标

212
00:07:30,120 --> 00:07:31,800
在实验总体框架之后呢

213
00:07:31,840 --> 00:07:33,920
我们要去针对总体框架关键部分

214
00:07:33,960 --> 00:07:35,000
来进行处理

215
00:07:35,040 --> 00:07:38,240
比如说怎么去有效处理这个页的

216
00:07:38,280 --> 00:07:41,480
缺页错之后这个中断处理例程

217
00:07:41,520 --> 00:07:43,760
中断服务例程这一块是要去完成的

218
00:07:43,800 --> 00:07:45,440
怎么去处理针对硬盘

219
00:07:45,480 --> 00:07:47,120
因为你要把页换入换出

220
00:07:47,160 --> 00:07:49,800
换入到内存里面 从硬盘换入到内存

221
00:07:49,840 --> 00:07:52,600
或者从内存导出到我们的硬盘

222
00:07:52,640 --> 00:07:54,400
那这个swap机制

223
00:07:54,440 --> 00:07:56,320
我们称之为swap机制你要去实现

224
00:07:56,360 --> 00:07:57,960
你需要涉及到硬盘的读写

225
00:07:58,000 --> 00:08:00,160
而这一块其实在我们的原理课里面

226
00:08:00,200 --> 00:08:01,440
讲的比较少一点

227
00:08:01,480 --> 00:08:03,880
因为它很具体的和我们这个

228
00:08:03,920 --> 00:08:05,920
外设disk有打交道

229
00:08:05,960 --> 00:08:08,480
而这个其实是分散的

230
00:08:08,520 --> 00:08:11,280
那再后面就是完成页替换算法

231
00:08:11,320 --> 00:08:12,400
这是我们专门的

232
00:08:12,440 --> 00:08:14,400
就是原理课很重要的部分

233
00:08:14,440 --> 00:08:16,480
就是讲各种各样的页替换算法

234
00:08:16,520 --> 00:08:18,200
那我们需要建立好

235
00:08:18,240 --> 00:08:19,240
前面这些机制之后呢

236
00:08:19,280 --> 00:08:20,360
就可以实现页替换算法

237
00:08:20,400 --> 00:08:22,400
从而可以最终的完成

238
00:08:22,440 --> 00:08:23,400
让这个页替换算法能够

239
00:08:23,440 --> 00:08:25,400
在我们这个系统中能够正常的工作

240
00:08:25,440 --> 00:08:27,640
来实现它所表达的功能

241
00:08:27,680 --> 00:08:29,560
就是换入换出的功能

242
00:08:29,600 --> 00:08:32,920
那这是说我们是整个虚存管理

243
00:08:32,960 --> 00:08:36,080
这个lab3的总体的一个框架

244
00:08:36,120 --> 00:08:38,600
那可以看出来它和我们原理课

245
00:08:38,640 --> 00:08:39,960
有很紧密的联系

246
00:08:40,000 --> 00:08:41,320
这里面涉及到很多的知识点

247
00:08:41,360 --> 00:08:43,480
在我们原理课里面都涉及到了

248
00:08:43,520 --> 00:08:46,920
那它和原理课之间的区别在什么地方

249
00:08:46,960 --> 00:08:49,800
区别在于实验是把原理课

250
00:08:49,840 --> 00:08:51,320
一些分散的知识点

251
00:08:51,360 --> 00:08:52,880
分散的关键的一些知识点呢

252
00:08:52,920 --> 00:08:54,080
给它集中在一起

253
00:08:54,120 --> 00:08:56,760
形成有机的整体来解决问题

254
00:08:56,800 --> 00:08:58,520
那这也是说希望大家做实验

255
00:08:58,560 --> 00:09:01,240
希望能体会到一点和原理课互相补充

256
00:09:01,280 --> 00:09:03,720
一个很重要的一个方面

257
00:09:03,760 --> 00:09:05,640
它的重要作用是什么呢

258
00:09:05,680 --> 00:09:06,920
希望大家把原理课里面

259
00:09:06,960 --> 00:09:08,680
所有学到的知识点

260
00:09:08,720 --> 00:09:10,920
能够通过做实验 能够融会贯通

261
00:09:10,960 --> 00:09:12,440
形成一体的一个感觉

262
00:09:12,480 --> 00:09:14,000
你能够知道做一个系统

263
00:09:14,040 --> 00:09:15,200
做一个操作系统应该

264
00:09:15,240 --> 00:09:17,400
怎么把这些知识点给贯彻在一起

265
00:09:17,440 --> 00:09:19,400
来完成相应的功能

266
00:09:19,440 --> 00:09:21,240
而不是说一个一个分散的一个点

267
00:09:21,280 --> 00:09:23,160
之间没有任何联系

268
00:09:23,200 --> 00:09:24,480
当你完成这个lab3之后

269
00:09:24,520 --> 00:09:26,240
你就会把前面介绍这些知识呢

270
00:09:26,280 --> 00:09:28,560
能够有效地整合在一起

271
00:09:28,600 --> 00:09:33,440
有效地整合在一起

272
00:09:33,480 --> 00:09:36,640
好 那我就把这个总体框架

273
00:09:36,680 --> 00:09:39,000
再逐一给大家做个简单介绍

274
00:09:39,040 --> 00:09:42,120
第一点是要完成虚拟内存的管理机制

275
00:09:42,160 --> 00:09:44,080
这里面最主要涉及到IDT硬盘的读写

276
00:09:44,120 --> 00:09:46,640
和缺页异常的建立

277
00:09:46,680 --> 00:09:48,800
好 那这个虚拟内存的这个管理呢

278
00:09:48,840 --> 00:09:52,040
首先是需要初始化一些相关的工作

279
00:09:52,080 --> 00:09:53,280
那初始化工作很明显就是

280
00:09:53,320 --> 00:09:56,240
我们在ucore整体初始化函数

281
00:09:56,280 --> 00:09:58,960
kern_ init这里面展开的

282
00:09:59,000 --> 00:10:02,000
这个函数其实从我们lab1到lab8

283
00:10:02,040 --> 00:10:03,400
都是从这个开始展开的

284
00:10:03,440 --> 00:10:04,960
所以说有同学说要看这个

285
00:10:05,000 --> 00:10:06,880
我看代码怎么去看

286
00:10:06,920 --> 00:10:09,200
首先从这儿开始看起

287
00:10:09,240 --> 00:10:12,440
可以从这个函数开始可以知道

288
00:10:12,480 --> 00:10:15,400
整个这个系统初始化的一个过程

289
00:10:15,440 --> 00:10:18,240
那在lab3之前是lab1 lab2

290
00:10:18,280 --> 00:10:19,520
它们完成的是什么呢

291
00:10:19,560 --> 00:10:21,240
是物理内存初始化

292
00:10:21,280 --> 00:10:23,840
pmm 以及中断的初始化

293
00:10:23,880 --> 00:10:27,520
比如PIC中断控制器IDT中断描述符表

294
00:10:27,560 --> 00:10:29,440
这两部分的初始化

295
00:10:29,480 --> 00:10:31,400
那这也是呢给我们进一步

296
00:10:31,440 --> 00:10:33,720
去做虚存管理呢也是奠定了基础

297
00:10:33,760 --> 00:10:36,400


298
00:10:36,440 --> 00:10:40,400
第二步就是要设立这个页帧的空间

299
00:10:40,440 --> 00:10:43,240
就是虚地址和物理地址对应关系

300
00:10:43,280 --> 00:10:44,520
你要设置好这个

301
00:10:44,560 --> 00:10:46,040
我们说这个实验环境

302
00:10:46,080 --> 00:10:49,000
比如说我们说有5个物理页

303
00:10:49,040 --> 00:10:51,760
但是你现在有6到7个虚拟页

304
00:10:51,800 --> 00:10:52,720
那页不够了

305
00:10:52,760 --> 00:10:53,920
你把这个环境要建好之后

306
00:10:53,960 --> 00:10:55,520
才能够去进一步去验证

307
00:10:55,560 --> 00:10:58,320
后续这个页替换算法

308
00:10:58,360 --> 00:10:59,480
那为了建立好这个关系

309
00:10:59,520 --> 00:11:00,840
要把这个关系表现清楚

310
00:11:00,880 --> 00:11:04,120
我们还需要去进一步去阐述

311
00:11:04,160 --> 00:11:06,040
就是这里面有些不在物理内存中的

312
00:11:06,080 --> 00:11:08,200
合法的虚拟页

313
00:11:08,240 --> 00:11:11,120
怎么去表述这个属性

314
00:11:11,160 --> 00:11:13,560
因为有时候这个页被换出去了

315
00:11:13,600 --> 00:11:15,760
它从应用程序的角度或者

316
00:11:15,800 --> 00:11:18,720
站在使用者角度来说它还是存在的

317
00:11:18,760 --> 00:11:20,520
但其实已经被我们OS换出去了

318
00:11:20,560 --> 00:11:22,240
我们需要把这个特征给表述出来

319
00:11:22,280 --> 00:11:24,840
那你需要去考虑怎么去设计

320
00:11:24,880 --> 00:11:26,680
那第二点是关于我们说刚才

321
00:11:26,720 --> 00:11:29,320
前面提到要给内存的使用者

322
00:11:29,360 --> 00:11:31,920
提供一个虚拟的一个使用的内存空间

323
00:11:31,960 --> 00:11:32,960
那这个内存空间呢

324
00:11:33,000 --> 00:11:35,680
表示这是我们要去建立好的

325
00:11:35,720 --> 00:11:36,880
用了两个关键数据结构

326
00:11:36,920 --> 00:11:38,040
一个是mm struct

327
00:11:38,080 --> 00:11:39,240
一个是vma struct

328
00:11:39,280 --> 00:11:40,600
后续会进一步展开

329
00:11:40,640 --> 00:11:41,560
其实这两个数据结构呢

330
00:11:41,600 --> 00:11:43,640
我们可以把我们使用者或者

331
00:11:43,680 --> 00:11:45,680
将来我们这个用户进程

332
00:11:45,720 --> 00:11:47,840
它所使用的这个合法的一个

333
00:11:47,880 --> 00:11:49,880
虚拟内存空间给表示出来

334
00:11:49,920 --> 00:11:52,400
这是这一块的一些表述

335
00:11:52,440 --> 00:11:53,720
那我们再看第三点

336
00:11:53,760 --> 00:11:56,000
第三点要建立页表映射

337
00:11:56,040 --> 00:11:58,160
页访问异常处理等函数的实现

338
00:11:58,200 --> 00:12:00,560
这希望把前面两者给结合起来

339
00:12:00,600 --> 00:12:03,840
把页表映射和缺页中断这一块

340
00:12:03,880 --> 00:12:05,520
给有机的结合起来

341
00:12:05,560 --> 00:12:06,920
当产生了缺页中断之后

342
00:12:06,960 --> 00:12:09,920
我们需要把相应它缺失的页表的

343
00:12:09,960 --> 00:12:11,560
映射关系给重新建立起来

344
00:12:11,600 --> 00:12:14,040
从而可以使得在一个有限的

345
00:12:14,080 --> 00:12:15,600
物理空间里面能够访问

346
00:12:15,640 --> 00:12:18,200
更大的虚拟空间这么一个目标

347
00:12:18,240 --> 00:12:21,320
这是我们第三步要去完善的

348
00:12:21,360 --> 00:12:24,200
那第三点我们是需要去把这个

349
00:12:24,240 --> 00:12:25,720
缺页异常之后要把这个相应的

350
00:12:25,760 --> 00:12:27,840
物理内存和我们虚拟内存的

351
00:12:27,880 --> 00:12:29,520
映射关系重新建立起来

352
00:12:29,560 --> 00:12:30,880
为此我们需要完成一个

353
00:12:30,920 --> 00:12:32,720
重要的函数do_pgfault的实现

354
00:12:32,760 --> 00:12:35,640
它也位于这个vmm.c这里面

355
00:12:35,680 --> 00:12:37,440
这里面有很详细的讲解

356
00:12:37,480 --> 00:12:40,720
讲述了它一旦接收到这个任务之后呢

357
00:12:40,760 --> 00:12:42,080
它怎么来完成的

358
00:12:42,120 --> 00:12:44,040
它的call graph就是函数调用关系

359
00:12:44,080 --> 00:12:46,320
这是它列出来的函数调用关系

360
00:12:46,360 --> 00:12:49,560
那这里面你需要去完成一系列工作

361
00:12:49,600 --> 00:12:52,200
要识别到底是什么原因

362
00:12:52,240 --> 00:12:55,360
产生了这个缺页错误或者缺页异常

363
00:12:55,400 --> 00:12:57,880
那么结合你进一步去分析

364
00:12:57,920 --> 00:12:59,680
这个页呢是否是合法的

365
00:12:59,720 --> 00:13:00,640
如果是合法的

366
00:13:00,680 --> 00:13:02,240
你就要把这个映射关系建立好

367
00:13:02,280 --> 00:13:04,320
如果不是合法的那么应该报错

368
00:13:04,360 --> 00:13:07,200
甚至把当前这个系统给停下来

369
00:13:07,240 --> 00:13:09,160
这是说这个do_pgfault

370
00:13:09,200 --> 00:13:10,920
大致要完成的工作

371
00:13:10,960 --> 00:13:12,720
第四步呢就是要开始测试了

372
00:13:12,760 --> 00:13:14,320
就是我们说你前面

373
00:13:14,360 --> 00:13:15,560
建好这一部分之后呢

374
00:13:15,600 --> 00:13:18,280
我们怎么能够来看你建好这个页表项

375
00:13:18,320 --> 00:13:21,480
是否能完成虚拟地址映射

376
00:13:21,520 --> 00:13:23,680
其实如果说你正确完成lab2

377
00:13:23,720 --> 00:13:24,800
那么这一步

378
00:13:24,840 --> 00:13:28,440
我觉得第四步应该是比较容易完成的

379
00:13:28,480 --> 00:13:30,680
第五步呢第五步要检查

380
00:13:30,720 --> 00:13:34,000
你这个能否正确的表述

381
00:13:34,040 --> 00:13:36,400
我们这个虚拟页它到底

382
00:13:36,440 --> 00:13:38,600
是在内存中还是在硬盘中

383
00:13:38,640 --> 00:13:42,840
那么这个也需要考虑怎么去能够

384
00:13:42,880 --> 00:13:45,520
检测你前面的实现是否正确

385
00:13:45,560 --> 00:13:47,680
那第六点呢 实际上是说我们要看看

386
00:13:47,720 --> 00:13:51,040
当某一个虚拟的这个页表映射关系

387
00:13:51,080 --> 00:13:52,960
它实际是把这个对应的页呢

388
00:13:53,000 --> 00:13:54,240
是放到了硬盘上

389
00:13:54,280 --> 00:13:56,600
那能否正常的从硬盘读进来

390
00:13:56,640 --> 00:13:58,080
或者是写回去

391
00:13:58,120 --> 00:14:00,920
那这里面需要去再做一个检查

392
00:14:00,960 --> 00:14:01,760
我们需要去检查

393
00:14:01,800 --> 00:14:03,120
在做实验上需要注意

394
00:14:03,160 --> 00:14:04,760
基本上步骤一步步来检查

395
00:14:04,800 --> 00:14:06,200
你前面的实现是否正确

396
00:14:06,240 --> 00:14:08,880
那最后一步呢 假如说这些都做好了

397
00:14:08,920 --> 00:14:09,800
最后一步干啥呢

398
00:14:09,840 --> 00:14:11,160
就看你那个页替换算法

399
00:14:11,200 --> 00:14:12,200
是否正确工作了

400
00:14:12,240 --> 00:14:14,480
因为你的页替换算法其实是

401
00:14:14,520 --> 00:14:16,240
需要前面那些能够正常工作之后

402
00:14:16,280 --> 00:14:19,080
才能够去检查你的页替换算法

403
00:14:19,120 --> 00:14:20,400
是否正常工作

404
00:14:20,440 --> 00:14:21,800
所以说你最后才去检查你这个

405
00:14:21,840 --> 00:14:23,800
你实现的页替换算法

406
00:14:23,840 --> 00:14:26,960
是否能正常的完成它所需要的

407
00:14:27,000 --> 00:14:28,200
把先进来的页

408
00:14:28,240 --> 00:14:31,400
给先换出去这么一个功能

409
00:14:31,440 --> 00:14:35,040
那其实关于这个vmm这个后面测试

410
00:14:35,080 --> 00:14:36,520
其实有一系列的测试

411
00:14:36,560 --> 00:14:38,880
要确保我们刚才建立合法的

412
00:14:38,920 --> 00:14:40,520
虚拟空间是合理的

413
00:14:40,560 --> 00:14:42,480
这里面有个check_vma_struct

414
00:14:42,520 --> 00:14:44,320
这方面的一些工作

415
00:14:44,360 --> 00:14:45,720
第二部分是要测试什么呢

416
00:14:45,760 --> 00:14:47,000
测试你的page fault

417
00:14:47,040 --> 00:14:48,360
这个机制能够正确的响应

418
00:14:48,400 --> 00:14:49,960
就比如说我要访问

419
00:14:50,000 --> 00:14:53,480
一个合法的一个虚拟地址

420
00:14:53,520 --> 00:14:54,480
这个虚拟地址它其实

421
00:14:54,520 --> 00:14:56,960
是可以被正常访问的

422
00:14:57,000 --> 00:14:58,320
但是它的映射关系还没建好

423
00:14:58,360 --> 00:14:59,560
所以一旦产生异常之后呢

424
00:14:59,600 --> 00:15:02,200
我们这个do_pgfault需要能够建好

425
00:15:02,240 --> 00:15:03,000
check_pgfault

426
00:15:03,040 --> 00:15:06,120
是看你完成的那个函数是否建好了

427
00:15:06,160 --> 00:15:07,880
这是看函数正确性这一块

428
00:15:07,920 --> 00:15:09,960
就关于异常处理这一块

429
00:15:10,000 --> 00:15:11,720
关于缺页异常处理这一块

430
00:15:11,760 --> 00:15:12,920
怎么来完成

431
00:15:12,960 --> 00:15:14,720
这是一个check

432
00:15:14,760 --> 00:15:16,440
好 做完这个check之后

433
00:15:16,480 --> 00:15:17,280
接下来check什么呢

434
00:15:17,320 --> 00:15:19,040
check你的页替换算法

435
00:15:19,080 --> 00:15:21,920
所以我们重点看swap这一块

436
00:15:21,960 --> 00:15:25,440
这个check_swap实际上是要测试

437
00:15:25,480 --> 00:15:27,560
你的页替换算法是否正确

438
00:15:27,600 --> 00:15:29,720
当然你这边会涉及到什么呢

439
00:15:29,760 --> 00:15:32,520
涉及到怎么去有效实现页替换算法

440
00:15:32,560 --> 00:15:36,520
在swap_fifo.c和swap.h里面

441
00:15:36,560 --> 00:15:38,000
这里面有详细的描述

442
00:15:38,040 --> 00:15:40,480
你怎么去实现一个页替换算法

443
00:15:40,520 --> 00:15:42,160
在这个框架之下实现就OK了

444
00:15:42,200 --> 00:15:45,800
那整个这个关于

445
00:15:45,840 --> 00:15:47,840
实现所谓的这个不同的

446
00:15:47,920 --> 00:15:49,720
页替换算法框架在哪呢

447
00:15:49,760 --> 00:15:52,480
就是在swap.c和swap.h里面

448
00:15:52,520 --> 00:15:55,640
这里面建好了整体的一个框架

449
00:15:55,760 --> 00:15:58,280
你可以看到这个框架里面

450
00:15:58,320 --> 00:16:00,400
大致的一个关键一些函数

451
00:16:00,440 --> 00:16:03,080
在这个swap_manager里面要去体现

452
00:16:03,120 --> 00:16:04,160
这是要去测试的

453
00:16:04,200 --> 00:16:04,880