内核区

应用区

内存区域

easy-fs 的磁盘布局

磁盘都是块存储

DiskNode

寄存器组	保存者	功能
a0~a7（ x10~x17 ）	调用者保存	用来传递输入参数。其中的 a0 和 a1 还用来保存返回值。
t0~t6( x5~x7,x28~x31 )	调用者保存	作为临时寄存器使用，在被调函数中可以随意使用无需保存。
s0~s11( x8~x9,x18~x27 )	被调用者保存	作为临时寄存器使用，被调函数保存后才能在被调函数中使用。

剩下的 5 个通用寄存器情况如下：

• zero( x0 ) 之前提到过，它恒为零，函数调用不会对它产生影响；
• ra( x1 ) 是被调用者保存的。被调用者函数可能也会调用函数，在调用之前就需要修改 ra 使得这次调用能正确返回。因此，每个函数都需要在开头保存 ra 到自己的栈帧中，并在结尾使用 ret 返回之前将其恢复。栈帧是当前执行函数用于存储局部变量和函数返回信息的内存结构。
• sp( x2 ) 是被调用者保存的。这个是之后就会提到的栈指针 (Stack Pointer) 寄存器，它指向下一个将要被存储的栈顶位置。
• fp( s0 )，它既可作为s0临时寄存器，也可作为栈帧指针（Frame Pointer）寄存器，表示当前栈帧的起始位置，是一个被调用者保存寄存器。fp 指向的栈帧起始位置 和 sp 指向的栈帧的当前栈顶位置形成了所对应函数栈帧的空间范围。
• gp( x3 ) 和 tp( x4 ) 在一个程序运行期间都不会变化，因此不必放在函数调用上下文中。它们的用途在后面的章节会提到。

进入 S 特权级 Trap 的相关 CSR

CSR 名	该 CSR 与 Trap 相关的功能
sstatus	SPP 等字段给出 Trap 发生之前 CPU 处在哪个特权级（S/U）等信息
sepc	当 Trap 是一个异常的时候，记录 Trap 发生之前执行的最后一条指令的地址
scause	描述 Trap 的原因
stval	给出 Trap 附加信息
stvec	控制 Trap 处理代码的入口地址

satp Supervisor Address Translation and Protection Register

内存布局

segment	desc
.text	代码段
.rodata	已初始化，全局数据，只读
.data	已初始化，全局数据，可读写
.bss	未初始化，全局数据，可读写

未初始化数据段 .bss 保存程序中那些未初始化的全局数据，通常由程序的加载者代为进行零初始化，即将这块区域逐字节清零

编译流程

Linker 需要做：

• 第一件事情是将来自不同目标文件的段在目标内存布局中重新排布
• 第二件事情是将符号替换为具体地址
  

参考：
[1]: https://rcore-os.cn/rCore-Tutorial-Book-v3/chapter1/3first-instruction-in-kernel1.html

四种模式

级别	编码	名称
0	00	用户/应用模式 (U, User/Application)
1	01	监督模式 (S, Supervisor)
2	10	虚拟监督模式 (H, Hypervisor)
3	11	机器模式 (M, Machine)

程序运行环境与接口

• ABI：Application Binary Interface（System Call）
• SBI：Supervisor Binary Interface
• SEE：Supervisor Execution Environment（如加载操作系统的 Bootloader RUST-SBI）

特权级别切换

RISC-V S模式特权指令

在 RISC-V 中，会有两类属于高特权级 S 模式的特权指令：

• 指令本身属于高特权级的指令，如 sret 指令（表示从 S 模式返回到 U 模式）。
• 指令访问了 S模式特权级下才能访问的寄存器 或内存，如表示S模式系统状态的 控制状态寄存器 sstatus 等。

指令	含义
sret	从 S 模式返回 U 模式：在 U 模式下执行会产生非法指令异常
wfi	处理器在空闲时进入低功耗状态等待中断：在 U 模式下执行会产生非法指令异常
sfence.vma	刷新 TLB 缓存：在 U 模式下执行会产生非法指令异常
访问 S 模式 CSR 的指令	通过访问 sepc/stvec/scause/sscartch/stval/sstatus/satp等CSR 来改变系统状态：在 U 模式下执行会产生非法指令异常

进入 S 特权级 Trap 的相关 CSR

CSR 名	该 CSR 与 Trap 相关的功能
sstatus	SPP 等字段给出 Trap 发生之前 CPU 处在哪个特权级（S/U）等信息
sepc	当 Trap 是一个异常的时候，记录 Trap 发生之前执行的最后一条指令的地址
scause	描述 Trap 的原因
stval	给出 Trap 附加信息
stvec	控制 Trap 处理代码的入口地址