好 那接下来我们看一下
这个进程的内存布局
这个布局呢和我们之前的
前面的实验
它的内存布局是不一样的
尤其它虚存管理
有它自己的一些考虑
那首先我们可以看到
我们的这个内核的虚拟内存布局
那这部分和就是前面的lab是一样的
lab4之前是一样的
它有一块第一个是
对实际物理空间的一个映射
从0xc0000000一直到0xf8000000
这一块区域呢
我们会映射为一个物理空间
它们呢只是相差0xc0000000
这么一个差值的一个一一映射
然后呢还有一块是页表的建立
就是当前的page table
这个page table呢 在一开始时候
只是存在在这一块虚拟空间里面
管理的呢
管理是整个这个内核空间
里面的一个映射关系
这是之前的
但一旦有了这个用户进程之后
我们的页表需要扩展
我们的段表也需要扩展
我们前面讲段表里面
会增加一个用户的代码段和数据段
它特权级是3
而不是我们之前说的0
所以说你可以看到特权级它降低了
3是最低的一个特权级
同时它的page table里面
也需要管理用户态的空间
那我们来看一下
这个关于用户空间的这个进程
它的一个内存布局怎么回事
那么如果是个用户进程
它的空间是这么一个区域
在一个低端的位置
那低端位置里面
虽然0xc0000000以下的地址呢
都其实分给了用户空间
但其实我们用户空间的程序呢
只用了一部分
可以看到这两个部分
是最主要内容
第一个它有一个堆栈
第二个有它的代码段
数据段和它的堆
这个堆是用于动态内存分配用的
那么这两块区域
是合法使用的区域 没有问题
就是写应用程序的时候
可以充分的利用这两个区域
完成函数调用
完成数据访问
完成一些计算等等
这个区域呢
STAB有点奇怪
这个区域在这个位置
那么放什么东西呢
放的是调试信息
我们说一个应用程序可以被调试
可以被debug
那是由于它里面
有一个很重要一个源码的数据和
符号和具体的地址一个对应关系
在这里就存在一个关系便于我们debug
当然我们这里面可以暂时不用理会
另外一块有三个invalid memory这个区域
它们其实都在低地址空间
但是我们把设置成invalid memory就是非法区域
那非法区域什么意思呢
就如果你的应用程序
访问了这块区域的地址
它会报错 会产生page fault
那为什么设成非法区域呢
是在于我们应用程序通常来说
比如说你有一个空指针
空指针是0
空指针一般是0
这个0地址呢非法的
只要你访到这儿
它的页表没有对应的映射关系
它就会产生page fault
可以看出来前面讲页表的那一块
需要把这个
整个这个空间呢给建立有效的映射
这两块user stack和heap program建立映射
但是这个红色的invalid memory这一块呢
不建立映射
它可以确保当我们的应用程序
访问到这块区域的时候
会产生page fault
那这个产生这个好处什么呢
其实是便于我们
查出我们这个程序的问题
第二个呢我们也说到
通过内核的page table呢
我们可以对
进程的访问空间做个限制
可以使得你不能够随意访问
任意的地址空间
这也是我们说进程管理
很重要的一个功能
接下来我们看一下怎么能够
就是加载ELF格式的二进制代码
比如说我们刚才说的hello
能够到我们这个用户的进程空间去执行
这是我们第二部要考虑的问题
首先给大家简单介绍
它大致的执行过程
我们说这个图呢
可以看出来是我们一般应用程序
是放在什么地方呢
放在我们硬盘里面的
比如放在执行程序
然后呢通过操作系统呢
会加载到内存中去执行
这是我们通常说的就是
一般操作系统做的这个功能
我们现在在lab5这个阶段呢还做不到
但是当我们完成最后一个lab
lab8的时候我们可以达到同样的功能
那我们现在呢更简单一点
那是什么呢
是没有我们的这个文件系统
和我们的存储
没有storage 没有file system
我们就memory OK
我们一开始时候我们的bootloader
已经把我们的kernel和程序
放到内存中来了
那这个程序呢
是这么一个架构
一开始的时候呢ucore kernel
和我们这个应用程序是放在一起的
存在我们的地址上面
然后我们的bootloader呢
一下把这些东西都加载到memory中来了
那可以导致一个什么后果呢
在后续的创建进程过程中呢
我们会创建一个壳
然后从直接从内存中
把这个program放进来去执行
那么通过do_execve
这么一个内核的函数来完成什么呢
把这个用户进程创建好
且把相应的这个程序
放在中间去执行
那么这是说do_execve这么一个函数
它要完成主要功能也是
我们后面要重点讲解的一个功能
就是怎么去执行一个用户的进程
那我们再看一下这里面提到
用户进程壳的概念
我们在lab4中用到什么呢
用到是一个叫做TCB
就是线程控制块
我们这边是什么
进程控制块
进程控制块和线程控制块
有什么区别呢
大家想一想
对这个控制块
本身的数据结构而言
可以看到它也是用的proc_struct
就是我们说在lab4中
同样的一个数据结构
完全一样 没有区别
大家可以回顾一下在lab4中
我们重点讲解了分析了
这么一个TCB的一个结构
叫Thread Control Block 那我们这里
把它换一个名字叫Process Control Block
但是用的结构是完全一样
可以看出来在ucore里面呢
我们的进程管理和线程管理
所共用同一个数据结构
就是所谓的进程控制块
和线程控制块其实是一样的
这是没有什么区别的