6.828 Lab1 part 2

Ex4：複習C語言中的pointer,並確認了解pointer.c的每一個位址與現象。
Ans：Too easy to describe... :P

Ex5：如果bootloader的link address設定錯誤(不是0x7c00)，第1行會出錯的指令為何？
Ans：boot/boot.S的"ljmp    $PROT_MODE_CSEG, $protcseg"，因為ljmp會將絕對位址載入。(先出現的jnz不會出錯是因為jnz是相對跳轉，透過gdb與boot.asm便可發現jnz後的相對位址都是一致的)。

Ex6：分別在BIOS進入到bootloader時與bootloader進入到kernel時觀察0x100000的前8個word，說明為何在這兩個時間點，同樣的記憶體位置的值會不同？
Ans：因為bootloader會根據kernel image所指定的位置(ELF program header中的LMA)將kernel的每個segment載入記憶體，所以新的值是kernel image的text segment。

Ex7：追蹤JOS kernel，觀察0x100000與0xf0100000兩處的記憶體。如果mapping沒有建立正確，哪條指令會出錯？
Ans：kernel/entry.S中：
        mov $relocated, %eax
        jmp *%eax
relocated:

"jmp *%eax"會錯。因為link address定為0xf0100000，所以relocated的值為0xf01xxxxx，當mapping沒有正確設置，就會無法讓EIP正確地從0x1xxxxx跳轉到0xf01xxxxx。

Ex8：將八進制的顯示加進cprintf()中。
Ans：

1. //in lib/printfmt.c
2. void
3. vprintfmt(void (*putch)(int, void*), void *putdat, const char *fmt, va_list ap)
4. {
5. ...
6.         // (unsigned) octal
7.         case 'o':
8.             // Replace this with your code.
9.             num = getint(&ap, lflag);
10.             base = 8;
11.             goto number;
12. ...
13. }

Ex9：找出kernel在何處、如何設定stack？
Ans：在kernel/entry.S中：

...

 70     # Clear the frame pointer register (EBP)
 71     # so that once we get into debugging C code,
 72     # stack backtraces will be terminated properly.
 73     movl    $0x0,%ebp           # nuke frame pointer
 74
 75     # Set the stack pointer
 76     movl    $(bootstacktop),%esp

...

 95 ###################################################################

 96 # boot stack

 97 ###################################################################

 98     .p2align    PGSHIFT     # force page alignment

 99     .globl      bootstack

100 bootstack:

101     .space      KSTKSIZE

102     .globl      bootstacktop

103 bootstacktop:

我們可以看到，kernel將stack top(esp)設在bootstacktop，大小為KSTKSIZE(在data section bootstack ~ bootstacktop)，x86的stack增長時會從bootstacktop往下遞減位址。

Ex10：熟悉x86的calling convention。

Ans：呼叫函式時，會先將caller-saved registers推入stack，接著是參數依右至左依序推入，然後再推入EIP，進入function後，推入EBP，然後再讓EBP指到目前ESP。function中必須適當保護callee-saved registers，返回時，依序恢復EBP與EIP，並將回傳值放在EAX。可參考這篇圖文並茂的文章。

Ex11&E12：實作backtrace()，並印出相關檔案與行號。
Ans：基本上就是反覆讀取EBP與EIP，然後以debuginfo_debug()獲取相關檔案與行號的訊息，有趣的是，debugging format採用的是STABS。本來要自己寫的，但看到HawxChen已經寫好了，而且沒有幾行程式，就不作重複的工嘍~