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lec3-p2 updating
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xyongcn authored Sep 20, 2024
1 parent 1d072b7 commit 59ba947
Showing 1 changed file with 17 additions and 30 deletions.
47 changes: 17 additions & 30 deletions lec3/p2-osviewrv.md
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -91,28 +91,22 @@ backgroundColor: white

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##### RISC-V 系统模式

与系统编程相关的RISC-V模式
![w:800](figs/rv-privil-arch.png)
- ABI/SBI/HBI:Application/Supervisor/Hypervisor Bianry Interface
- AEE/SEE/HEE:Application/Superv/Hyperv Execution Environment
- HAL:Hardware Abstraction Layer
- Hypervisor,虚拟机监视器(virtual machine monitor,VMM)
- RISC-V 系统模式 即 与系统编程相关的RISC-V模式


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##### RISC-V相关术语
- 应用执行环境(Application Execution Environment, AEE)
- 应用程序二进制接口(Application Binary Interface, ABI)
- 管理员二进制接口(Supervisor Binary Interface, SBI)
- 管理员执行环境(Supervisor Execution Environment, SEE)
- Hypervisor:虚拟机监视器
- Hypervisor二进制接口(Hypervisor Binary interface,HBI)
- Hypervisor执行环境(Hypervisor Execution Environment, HEE)





- 应用执行环境 (Application Execution Environment, AEE)
- 应用程序二进制接口 (Application Binary Interface, ABI)
- 管理员二进制接口 (Supervisor Binary Interface, SBI)
- 管理员执行环境 (Supervisor Execution Environment, SEE)
- Hypervisor二进制接口 (Hypervisor Binary interface,HBI)
- Hypervisor执行环境 (Hypervisor Execution Environment, HEE)

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##### RISC-V 系统模式:单应用场景
Expand All @@ -135,8 +129,6 @@ backgroundColor: white
![w:900](figs/rv-privil-arch.png)
- 右侧是虚拟机场景,可支持**多个操作系统**



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##### RISC-V 系统模式:应用场景
![w:900](figs/rv-privil-arch.png)
Expand All @@ -146,10 +138,9 @@ backgroundColor: white
- U+S+H+M Mode:数据中心服务器

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##### RISC-V 系统模式:硬件线程
##### RISC-V 系统模式:控制权接管
![w:900](figs/rv-privil-arch.png)
- 特权级是为不同的软件栈部件提供的一种保护机制
- **硬件线程**(hart,即CPU core)是运行在某个特权级上(CSR配置)
- 当处理器执行当前特权模式不允许的操作时将产生一个**异常**,这些异常通常会产生自陷(trap)导致**下层执行环境接管控制权**

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Expand Down Expand Up @@ -195,9 +186,6 @@ backgroundColor: white

为何有这**4种模式**? 它们的**区别和联系**是啥?




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##### RISC-V 系统模式:执行环境
| 执行环境 | 编码 | 含义 | 跨越特权级 |
Expand All @@ -220,34 +208,34 @@ backgroundColor: white
##### RISC-V 系统模式:用户态
![w:900](figs/rv-privil-arch.png)
- U-Mode (User Mode,用户模式、用户态)
- **应用程序运行**的用户态CPU执行模式
- **非特权**级模式(Unprivileged Mode):基本计算
-**应用程序运行**的用户态CPU执行模式
- 不能执行特权指令,不能直接影响其他应用程序执行


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##### RISC-V 系统模式:内核态
![w:800](figs/rv-privil-arch.png)
- S-Mode(Supervisor Mode, Kernel Mode,内核态,内核模式)
- **操作系统运行**的内核态CPU执行模式
- 在内核态的操作系统具有足够强大的**硬件控制能力**
- 特权级模式(Privileged Mode):**限制APP**的执行与内存访问
-**操作系统运行**的内核态CPU执行模式
- 能执行内核态特权指令,能直接**影响应用程序执行**

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##### RISC-V 系统模式:H-Mode
![w:900](figs/rv-privil-arch.png)
- H-Mode(Hypervisor Mode, Virtual Machine Mode,虚拟机监控器)
- 特权级模式:**限制OS**访问的内存空间
- **虚拟机监控器运行**的Hypervisor Mode CPU执行模式,能执行H-Mode特权指令,能直接**影响OS执行**

- **虚拟机监控器运行**的Hypervisor Mode CPU执行模式
- 特权级模式:**限制OS**访问的内存空间的**访问范围****访问方式**
- 可执行H-Mode特权指令,能直接**影响OS执行**

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##### RISC-V 系统模式:M-Mode
![w:900](figs/rv-privil-arch.png)
- M-Mode(Machine Mode, Physical Machine Mode)
- **Bootloader/BIOS运行**的Machine Mode CPU执行模式
- 特权级模式:**控制物理内存**,直接关机
-**Bootloader/BIOS运行**的Machine Mode CPU执行模式
- 能执行M-Mode特权指令,能直接影响上述其他软件的执行

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Expand Down Expand Up @@ -305,12 +293,11 @@ backgroundColor: white
OS通过硬件隔离手段(三防)来保障计算机的安全可靠
- 设置 CSR(控制状态寄存器) 实现隔离
- 权力:防止应用访问系统管控相关寄存器
- **地址空间配置**寄存器:mstatus/sstatus CSR(中断及状态)
- **地址空间控制**寄存器:mstatus/sstatus CSR(中断及状态)
- 时间:防止应用长期使用 100%的 CPU
- **中断配置**寄存器:sstatus/stvec CSR(中断跳转地址)
- 数据:防止应用破坏窃取数据
- **地址空间相关**寄存器:sstatus/stvec/satp CSR (分页系统)

- **地址空间配置**寄存器:sstatus/stvec/satp CSR (分页系统)

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##### CSR寄存器功能
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