3.1 上一節課回顧

• 作業系統的基本架構是，os之上時shell，echo，find等使用者態程式；中間是os，為使用者程式提供服務與管理；os之下時硬體，os為上層應用提供unix風格的介面，使得硬體變成了簡單的抽象

3.2 作業系統隔離性（isolation）

• 稻草人提案法(就是頭腦風暴找出錯誤)
• 作業系統提供的虛擬記憶體，程序切換(程序抽象了CPU，OS不是直接提供CPU給應用程式，而是項應用程式提供程序)提供了隔離性。
• exec抽象了記憶體，當我們在執行exec系統呼叫的時候，我們會傳入一個檔名，而這個檔名對應了一個應用程式的記憶體映象。記憶體映象裡面包括了程式對應的指令，全域性的資料。
• file抽象了磁碟

3.3 作業系統防禦性（Defensive）

• os的防禦性是指其，能夠應對惡意的應用程式
• 通過硬體實現強隔離性，第一是user/kernel mode（kernel mode在RISC-V被稱為Supervisor mode),第二是page table/虛擬記憶體
• 如果需要執行能夠支援多個應用程式的作業系統，需要同時支援user/kernel mode和虛擬記憶體

3.4 硬體對於強隔離的支援

• 在RISC-V還有第三種模式，叫做machine mode

3.5 User/Kernel mode切換

• C語言對於底層硬體的控制能力更好

3.6 巨集核心 vs 微核心 （Monolithic Kernel vs Micro Kernel）

• 核心是可信任的計算空間(Trusted Computing Base)TCB。
• 巨集核心是指所有的作業系統服務都在kernel mode中。巨集核心的好處是可以將檔案系統，虛擬記憶體，程序管理等子模組緊密的整合在一起，效能好。但是，龐大的核心由於程式碼量大，容易出錯,如果需要執行大量核心計算程式，適合桌面作業系統，比如windows，伺服器作業系統，linux
• 微核心是指將作業系統的大多數部分執行在核心之外。微核心程式碼量小，bug少，但是效能低，比如這裡的IPC通訊，需要兩次使用者/核心態之間的切換，適合minix，cell這種嵌入式作業系統

3.7 編譯執行kernel

• 在xv6中，所有的kernel資料夾下的檔案會被編譯成一個二進位制檔案，然後這個二進位制檔案會被執行在kernel mode。user資料夾類似
  ，mkfs是一個檔案映象？
• fs.img磁碟驅動？

3.8 QEMU

• 對於硬體程式設計(比如對於UART裝置)，就是對其暫存器完成 memory mapped I/O,之後複用普通的load/store指令去讀寫硬體裝置的控制暫存器，進而去控制裝置。
• qemu模擬了RISC-V處理器，它做了三件事：1.讀取4位元組或者8位元組的RISC-V指令 2.解析RISC-V指令 3.軟體去執行相應的指令； 對於每一個CPU核，qemu都會去執行一個迴圈

3.9 XV6 啟動過程

• qemu內部有一個gdb server？
• 可以把核心的執行看成一個可執行檔案，設定完斷點後，執行沒有停在斷點處？
• kernel.ld定義了核心如何被載入，一開始執行核心程式碼的時候處於machine mode，沒有記憶體分頁，沒有隔離性
• userinit函式有點像是膠水程式碼(膠水程式碼不實現具體的功能，只是為了適配不同的部分而存在),在userinit函式中分配了第一個程序並執行了一段initcode對應與這段彙編，但是為什麼普通的系統呼叫不需要la a0, init與la a1, argv這段initcode彙編又會去通過exec系統呼叫執行init程式其中主要就是設定console之類的，之後還會fork子程序，並在子程序中執行shell，shell同樣是通過exec系統呼叫實現的