这是一次对于 MOS 内存管理的钻牛角尖梳理，在梳理过程中诞生了一些奇怪的东西。

kseg0 的第一性映射

操作系统的代码不是 C 就是汇编。所以我们从一开始就在使用虚拟空间了。但是很有意思的是，我们为什么可以？我们在一开始的时候没有内存控制块，也没有页表结构。所以我们到底是怎么完成映射的？

其实就是对于 kseg0，只要我们往里面写东西，那么内容就会直接写到高位抹零后对应的物理地址上。这种映射是第一性的，也就是说，即使我一直不建立内存控制块，一直不建立页表结构，只要我用链接器把代码放到了 kseg0，那么这种关系依然是成立的。我写的每一段代码，操作的每一个数据，都是直接写到物理内存中的，不走 MMU，不查页表。这是一切的本源。

关于 kseg1 的情况，其实应该是书里写错了，采用的映射关系其实不是抹掉高 3 位以后映射到物理地址，而是映射到了设备总线。只有这样，才可以避免 kseg0 和 kseg1 的不同的虚拟页面映射到同一个物理页框。不同的虚拟页面确实可以映射到同一个物理页框，但是这意味着这两个虚拟页面的内容应该是相同的，但是显然这两个段内容显然不是相同的，所以两个段必然不能遵守书中的规则。

一、总论

1.1 软硬件分工

首先先明确，异常处理流是一个需要软硬件协作的流程。如果仅仅掌握了计组的知识，是没有办法对于异常处理流有一个很好的认识的。但是如果掌握了操作系统知识，而没有掌握计组知识，则不会有任何的实现负担。这是因为在 CPU 层面已经将异常处理流的硬件部分封装起来了（整个封装过程就是 P7，可以看到 P7 还是很难的），我们只要了解一下 CPU 提供给操作系统的接口，就可以利用这些接口提供的信息和功能完成异常处理流的软件部分。这是完全没有问题的。

我们有如下示意图：

Just like the picture on this PowerPoint, today we are going to tell a romantic love story, the main characters of the story are Wallis (that is, the lady on the left side of the picture) and Edward (that is, the gentleman on the right side of the picture). Interestingly, even their initials together are the romantic “WE”. But believe me, their story is far more legendary than the coincidence of names.

I believe that we have more or less seen Qiong Yao’s novels or idol dramas, in which the heroes are very outstanding, they can give more than 100,000 dollars of money to the girl of their choice.They often talk about sending the Eiffel Tower and large square feet of the building.

因为笔者鸽了，所以这里的代码就截止到 lab2 了，lab3 和 lab4 的代码在异常处理流那篇文章中有

MOS 源码解读

[TOC]

boot/

start.S

一、总论

1.1 硬件术语

为了不让读者懵逼（主要是我自己也懵逼），所以特地整理一下在后面会用到术语。

我们电脑上有个东西叫做内存，他的大小比较小，像我的电脑就是 16 GB 的。它是由 ROM 和 RAM 组成的（“组成”可能不太严谨）。他也被叫做主存，我们为了访问他，所以需要给他的存储空间进行编号，这种编号被叫做物理地址。

我们电脑上还有个东西叫做外存，他的大小比较大，像我的电脑是 256 GB的。它可以是磁盘，也可以是固态硬盘，还可以是 U 盘。我们访问它，也是需要对它的存储空间进行编号的，拿磁盘举例，我们一般用“分区-扇区”的系统来描述我们在访问磁盘的哪个区域。总之它是一个不在这一章重点讲的东西。

一、ELF 部分

1.1 types.h

1.1.1 typedef

这是 types.h 文件，主要是给一些基本的数据类型起一个简单一点的别名。

/*	$OpenBSD: types.h,v 1.12 1997/11/30 18:50:18 millert Exp $	*/
/*	$NetBSD: types.h,v 1.29 1996/11/15 22:48:25 jtc Exp $	*/

#ifndef _INC_TYPES_H_
#define _INC_TYPES_H_

#ifndef NULL
#define NULL ((void *) 0)
#endif /* !NULL */


typedef unsigned char            u_int8_t;
typedef short                     int16_t;
typedef unsigned short          u_int16_t;
typedef int                       int32_t;
typedef unsigned int            u_int32_t;
typedef long long                 int64_t;
typedef unsigned long long      u_int64_t;

typedef int32_t                 register_t;

typedef	unsigned char	u_char;
typedef	unsigned short	u_short;
typedef	unsigned int	u_int;
typedef	unsigned long	u_long;

typedef	u_int64_t	u_quad_t;	/* quads */
typedef	int64_t		quad_t;
typedef	quad_t *	qaddr_t;



#define MIN(_a, _b)	\
	({		\
		typeof(_a) __a = (_a);	\
		typeof(_b) __b = (_b);	\
		__a <= __b ? __a : __b;	\
	})

/* Static assert, for compile-time assertion checking */
#define static_assert(c) switch (c) case 0: case(c):

#define offsetof(type, member)  ((size_t)(&((type *)0)->member))

/* Rounding; only works for n = power of two */
#define ROUND(a, n)	(((((u_long)(a))+(n)-1)) & ~((n)-1))
#define ROUNDDOWN(a, n)	(((u_long)(a)) & ~((n)-1))


#endif /* !_INC_TYPES_H_ */