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Commits (2)
    https://gitcode.net/rcore-os/rCore-Tutorial-Book-v3/-/commit/a6d44092340371fb7bdba5ada31c64e014505c92 deploy: 0307fde49ea16d1b473afe1652cde745bc4d2e26 2023-05-06T02:25:11+00:00 wyfcyx wyfcyx@users.noreply.github.com https://gitcode.net/rcore-os/rCore-Tutorial-Book-v3/-/commit/647f9ea6e52601d667ec1008db240eb4b4d93573 deploy: 4b738f7fa6a74ccddbed5c9c547a2ee0c1bd9372 2023-05-06T06:39:07+00:00 wyfcyx wyfcyx@users.noreply.github.com
...@@ -38,7 +38,7 @@ ...@@ -38,7 +38,7 @@
#![no_std] #![no_std]
#![no_main] #![no_main]
mod lang_item; mod lang_items;
use core::arch::global_asm; use core::arch::global_asm;
global_asm!(include_str!("entry.asm")); global_asm!(include_str!("entry.asm"));
......
...@@ -152,7 +152,7 @@ RISC-V特权级切换 ...@@ -152,7 +152,7 @@ RISC-V特权级切换
使用两个不同的栈主要是为了安全性:如果两个控制流(即应用程序的控制流和内核的控制流)使用同一个栈,在返回之后应用程序就能读到 Trap 控制流的历史信息,比如内核一些函数的地址,这样会带来安全隐患。于是,我们要做的是,在批处理操作系统中添加一段汇编代码,实现从用户栈切换到内核栈,并在内核栈上保存应用程序控制流的寄存器状态。 使用两个不同的栈主要是为了安全性:如果两个控制流(即应用程序的控制流和内核的控制流)使用同一个栈,在返回之后应用程序就能读到 Trap 控制流的历史信息,比如内核一些函数的地址,这样会带来安全隐患。于是,我们要做的是,在批处理操作系统中添加一段汇编代码,实现从用户栈切换到内核栈,并在内核栈上保存应用程序控制流的寄存器状态。
我们声明两个类型 ``KernelStack`` 和 ``UserStack`` 分别表示用户栈和内核栈,它们都只是字节数组的简单包装: 我们声明两个类型 ``KernelStack`` 和 ``UserStack`` 分别表示内核栈和用户栈,它们都只是字节数组的简单包装:
.. code-block:: rust .. code-block:: rust
:linenos: :linenos:
...@@ -175,7 +175,7 @@ RISC-V特权级切换 ...@@ -175,7 +175,7 @@ RISC-V特权级切换
static KERNEL_STACK: KernelStack = KernelStack { data: [0; KERNEL_STACK_SIZE] }; static KERNEL_STACK: KernelStack = KernelStack { data: [0; KERNEL_STACK_SIZE] };
static USER_STACK: UserStack = UserStack { data: [0; USER_STACK_SIZE] }; static USER_STACK: UserStack = UserStack { data: [0; USER_STACK_SIZE] };
常数 ``USER_STACK_SIZE`` 和 ``KERNEL_STACK_SIZE`` 指出内核栈和用户栈的大小分别为 :math:`8\text{KiB}` 。两个类型是以全局变量的形式实例化在批处理操作系统的 ``.bss`` 段中的。 常数 ``USER_STACK_SIZE`` 和 ``KERNEL_STACK_SIZE`` 指出用户栈和内核栈的大小分别为 :math:`8\text{KiB}` 。两个类型是以全局变量的形式实例化在批处理操作系统的 ``.bss`` 段中的。
我们为两个类型实现了 ``get_sp`` 方法来获取栈顶地址。由于在 RISC-V 中栈是向下增长的,我们只需返回包裹的数组的结尾地址,以用户栈类型 ``UserStack`` 为例: 我们为两个类型实现了 ``get_sp`` 方法来获取栈顶地址。由于在 RISC-V 中栈是向下增长的,我们只需返回包裹的数组的结尾地址,以用户栈类型 ``UserStack`` 为例:
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<span class="linenos">2</span><span class="cp">#![no_std]</span> <span class="linenos">2</span><span class="cp">#![no_std]</span>
<span class="linenos">3</span><span class="cp">#![no_main]</span> <span class="linenos">3</span><span class="cp">#![no_main]</span>
<span class="linenos">4</span> <span class="linenos">4</span>
<span class="linenos">5</span><span class="k">mod</span> <span class="nn">lang_item</span><span class="p">;</span> <span class="linenos">5</span><span class="k">mod</span> <span class="nn">lang_items</span><span class="p">;</span>
<span class="linenos">6</span> <span class="linenos">6</span>
<span class="linenos">7</span><span class="k">use</span><span class="w"> </span><span class="n">core</span>::<span class="n">arch</span>::<span class="n">global_asm</span><span class="p">;</span> <span class="linenos">7</span><span class="k">use</span><span class="w"> </span><span class="n">core</span>::<span class="n">arch</span>::<span class="n">global_asm</span><span class="p">;</span>
<span class="hll"><span class="linenos">8</span><span class="fm">global_asm!</span><span class="p">(</span><span class="fm">include_str!</span><span class="p">(</span><span class="s">&quot;entry.asm&quot;</span><span class="p">));</span> <span class="hll"><span class="linenos">8</span><span class="fm">global_asm!</span><span class="p">(</span><span class="fm">include_str!</span><span class="p">(</span><span class="s">&quot;entry.asm&quot;</span><span class="p">));</span>
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<p>在 Trap 触发的一瞬间, CPU 就会切换到 S 特权级并跳转到 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">stvec</span></code> 所指示的位置。但是在正式进入 S 特权级的 Trap 处理之前,上面 <p>在 Trap 触发的一瞬间, CPU 就会切换到 S 特权级并跳转到 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">stvec</span></code> 所指示的位置。但是在正式进入 S 特权级的 Trap 处理之前,上面
提到过我们必须保存原控制流的寄存器状态,这一般通过内核栈来保存。注意,我们需要用专门为操作系统准备的内核栈,而不是应用程序运行时用到的用户栈。</p> 提到过我们必须保存原控制流的寄存器状态,这一般通过内核栈来保存。注意,我们需要用专门为操作系统准备的内核栈,而不是应用程序运行时用到的用户栈。</p>
<p>使用两个不同的栈主要是为了安全性:如果两个控制流(即应用程序的控制流和内核的控制流)使用同一个栈,在返回之后应用程序就能读到 Trap 控制流的历史信息,比如内核一些函数的地址,这样会带来安全隐患。于是,我们要做的是,在批处理操作系统中添加一段汇编代码,实现从用户栈切换到内核栈,并在内核栈上保存应用程序控制流的寄存器状态。</p> <p>使用两个不同的栈主要是为了安全性:如果两个控制流(即应用程序的控制流和内核的控制流)使用同一个栈,在返回之后应用程序就能读到 Trap 控制流的历史信息,比如内核一些函数的地址,这样会带来安全隐患。于是,我们要做的是,在批处理操作系统中添加一段汇编代码,实现从用户栈切换到内核栈,并在内核栈上保存应用程序控制流的寄存器状态。</p>
<p>我们声明两个类型 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">KernelStack</span></code><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">UserStack</span></code> 分别表示用户栈和内核栈,它们都只是字节数组的简单包装:</p> <p>我们声明两个类型 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">KernelStack</span></code><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">UserStack</span></code> 分别表示内核栈和用户栈,它们都只是字节数组的简单包装:</p>
<div class="highlight-rust notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="linenos"> 1</span><span class="c1">// os/src/batch.rs</span> <div class="highlight-rust notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="linenos"> 1</span><span class="c1">// os/src/batch.rs</span>
<span class="linenos"> 2</span> <span class="linenos"> 2</span>
<span class="linenos"> 3</span><span class="k">const</span><span class="w"> </span><span class="n">USER_STACK_SIZE</span>: <span class="kt">usize</span> <span class="o">=</span><span class="w"> </span><span class="mi">4096</span><span class="w"> </span><span class="o">*</span><span class="w"> </span><span class="mi">2</span><span class="p">;</span> <span class="linenos"> 3</span><span class="k">const</span><span class="w"> </span><span class="n">USER_STACK_SIZE</span>: <span class="kt">usize</span> <span class="o">=</span><span class="w"> </span><span class="mi">4096</span><span class="w"> </span><span class="o">*</span><span class="w"> </span><span class="mi">2</span><span class="p">;</span>
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<span class="linenos">17</span><span class="k">static</span><span class="w"> </span><span class="n">USER_STACK</span>: <span class="nc">UserStack</span><span class="w"> </span><span class="o">=</span><span class="w"> </span><span class="n">UserStack</span><span class="w"> </span><span class="p">{</span><span class="w"> </span><span class="n">data</span>: <span class="p">[</span><span class="mi">0</span><span class="p">;</span><span class="w"> </span><span class="n">USER_STACK_SIZE</span><span class="p">]</span><span class="w"> </span><span class="p">};</span> <span class="linenos">17</span><span class="k">static</span><span class="w"> </span><span class="n">USER_STACK</span>: <span class="nc">UserStack</span><span class="w"> </span><span class="o">=</span><span class="w"> </span><span class="n">UserStack</span><span class="w"> </span><span class="p">{</span><span class="w"> </span><span class="n">data</span>: <span class="p">[</span><span class="mi">0</span><span class="p">;</span><span class="w"> </span><span class="n">USER_STACK_SIZE</span><span class="p">]</span><span class="w"> </span><span class="p">};</span>
</pre></div> </pre></div>
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<p>常数 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">USER_STACK_SIZE</span></code><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">KERNEL_STACK_SIZE</span></code> 指出内核栈和用户栈的大小分别为 <span class="math notranslate nohighlight">\(8\text{KiB}\)</span> 。两个类型是以全局变量的形式实例化在批处理操作系统的 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">.bss</span></code> 段中的。</p> <p>常数 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">USER_STACK_SIZE</span></code><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">KERNEL_STACK_SIZE</span></code> 指出用户栈和内核栈的大小分别为 <span class="math notranslate nohighlight">\(8\text{KiB}\)</span> 。两个类型是以全局变量的形式实例化在批处理操作系统的 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">.bss</span></code> 段中的。</p>
<p>我们为两个类型实现了 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">get_sp</span></code> 方法来获取栈顶地址。由于在 RISC-V 中栈是向下增长的,我们只需返回包裹的数组的结尾地址,以用户栈类型 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">UserStack</span></code> 为例:</p> <p>我们为两个类型实现了 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">get_sp</span></code> 方法来获取栈顶地址。由于在 RISC-V 中栈是向下增长的,我们只需返回包裹的数组的结尾地址,以用户栈类型 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">UserStack</span></code> 为例:</p>
<div class="highlight-rust notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="linenos">1</span><span class="k">impl</span><span class="w"> </span><span class="n">UserStack</span><span class="w"> </span><span class="p">{</span> <div class="highlight-rust notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="linenos">1</span><span class="k">impl</span><span class="w"> </span><span class="n">UserStack</span><span class="w"> </span><span class="p">{</span>
<span class="linenos">2</span><span class="w"> </span><span class="k">fn</span> <span class="nf">get_sp</span><span class="p">(</span><span class="o">&amp;</span><span class="bp">self</span><span class="p">)</span><span class="w"> </span>-&gt; <span class="kt">usize</span> <span class="p">{</span> <span class="linenos">2</span><span class="w"> </span><span class="k">fn</span> <span class="nf">get_sp</span><span class="p">(</span><span class="o">&amp;</span><span class="bp">self</span><span class="p">)</span><span class="w"> </span>-&gt; <span class="kt">usize</span> <span class="p">{</span>
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