kernel space 目前完成

ch4/os/src/config.rs

@@ -10,6 +10,18 @@ pub const USER_STACK_SIZE: usize = 4096 * 2;  // 每个应用用户态的栈大
 pub const KERNEL_STACK_SIZE: usize = 4096 * 2; // 每个应用的内核栈
 
 pub const TRAMPOLINE: usize = usize::MAX - PAGE_SIZE + 1;  // __alltraps对齐到了这里, (内核空间和用户空间这里虚拟地址都用这个)虚拟地址最高页 存放跳板, 跳板那一页, 被映射到 strampoline段(trap) 实际的物理地址, 即陷入时 cpu需要跳转的地址
-pub const TRAP_CONTEXT: usize = TRAMPOLINE - PAGE_SIZE;  // 用户 trap context开始的位置 在次高页
+pub const TRAP_CONTEXT: usize = TRAMPOLINE - PAGE_SIZE;  // 用户 trap context开始的位置 在 每个用户程序 它本身地址空间 的次高页
 
 pub use crate::board::*;
+
+
+
+/// 得到 "用户程序的内核栈" 的在 内核本身栈中的虚拟位置
+/// 这个在 次高页的下面的某个位置
+/// 每个用户除了分配 KERNEL_STACK_SIZE 大小外, 还额外 增加 一个PAGE_SIZE 放在比栈底要高的地址 用来隔离每个用户内核栈
+pub fn kernel_stack_position(app_id: usize) -> (usize, usize) {
+    let top = TRAMPOLINE - app_id * (KERNEL_STACK_SIZE + PAGE_SIZE);
+    // 栈底只需要 KERNEL_STACK_SIZE 即可,
+    let bottom = top - KERNEL_STACK_SIZE;
+    (bottom, top)
+}

ch4/os/src/linker.ld

@@ -10,6 +10,10 @@ SECTIONS
     stext = .;  /* .text段的开始位置 */
     .text : {  /* 表示生成一个为 .text的段, 花括号内按照防止顺序表示将输入文件中的哪些段放在 当前.text段中 */
         *(.text.entry)  /* entry.asm中, 我们自己定义的.text.entry段, 被放在顶部*/
+        . = ALIGN(4K);  /*4k对齐*/
+        strampoline = .;
+        /* strampoline 段, 将来会被 memory set 导入, 当做跳板最高页vpn的实际物理帧 ppn*/
+        *(.text.trampoline);
         *(.text .text.*)
     }
 
@@ -31,6 +35,7 @@ SECTIONS
 
     . = ALIGN(4K);
     edata = .;
+    sbss_with_stack = .;
     .bss : {
         *(.bss.stack)  /* 全局符号 sbss 和 ebss 分别指向 .bss 段除 .bss.stack 以外的起始和终止地址(.bss.stack是我们在entry.asm中定义的栈) */
         sbss = .;

ch4/os/src/mm/memory_set.rs

@@ -1,6 +1,11 @@
 use alloc::collections::BTreeMap;
+use alloc::sync::Arc;
 use alloc::vec::Vec;
+use core::arch::asm;
 use bitflags::bitflags;
+use lazy_static::lazy_static;
+use riscv::register::satp;
+use crate::sync::UPSafeCell;
 use crate::config::{MEMORY_END, PAGE_SIZE, TRAMPOLINE};
 use crate::mm::address::{PhysAddr, PhysPageNum, VirtAddr, VirtPageNum, VPNRange};
 use crate::mm::frame_allocator::{frame_alloc, FrameTracker};
@@ -20,6 +25,11 @@ extern "C" {
     fn ekernel();
     fn strampoline();  // 这个符号 在linker.ld 中定义
 }
+lazy_static! {
+    /// a memory set instance through lazy_static! managing kernel space
+    pub static ref KERNEL_SPACE: Arc<UPSafeCell<MemorySet>> =
+        Arc::new(unsafe { UPSafeCell::new(MemorySet::new_kernel()) });
+}
 
 // 某逻辑段的映射方式
 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
@@ -164,6 +174,21 @@ impl MemorySet {
         self.page_table.token()
     }
 
+    // 激活当前地址空间
+    pub fn activate(&self) {
+        // let satp = self.page_table.token();
+        // 得到当前地址空间的 页表 的规定格式
+        let satp = self.token();;
+        unsafe {
+            // 设置satp CSR寄存器为我们
+            satp::write(satp);
+
+            // 刷新快表缓存TLB, 这个指令最简单的作用就是清空旧的快表
+            // 更深层次其实是一个内存屏障
+            asm!("sfence.vma");
+        }
+    }
+
     // 根据 start va 和end va 创建一个 逻辑段类型为逻辑映射, 插入到 当前地址空间
     pub fn insert_framed_area(&mut self, start_va: VirtAddr, end_va: VirtAddr, permission: MapPermission) {
         self.push(MapArea::from(start_va, end_va, MapType::Framed, permission), None);

ch4/os/src/mm/mod.rs

@@ -1,3 +1,5 @@
+use crate::mm::memory_set::KERNEL_SPACE;
+
 pub mod heap_allocator;
 pub mod address;
 pub mod frame_allocator;
@@ -9,6 +11,8 @@ pub mod memory_set;
 pub fn init(){
     // 开启 内核的内存分配器
     heap_allocator::init_heap();
-    // 初始化bin测试 物理页帧管理器
+    // 初始化并测试 物理页帧管理器
     frame_allocator::frame_allocator_test();
+    // 激活内核的地址空间
+    KERNEL_SPACE.exclusive_access().activate();
 }