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JOS lab3 部分用户程序分析
在lab 4的分支里面，会有各种好玩的用户程序．如下:
觉得还是有必要一一对其进行简要的分析．自顶向下的了解OS的机制
分析的用户程序顺序随意，不按照难度排序
badsegment.c:
这里的唯一一行嵌入式汇编尝试把 0x28这个数赋值给数据段寄存器 DS
看这里Global describe table -- gdt，
0x28就是对于CPU0来说的TSS0段的选择子．
把TSS0选择子移入ds数据寄存器是违法的，会触发异常保护T_GPFLT
修改各种段寄存器都要满足CPL和DPL关系条件的．必须触发系统调用，进入内核态，才能修改．
当前用户态的段CPL是3，那么就只能修改DPL是3的权限段，不能比这个权限高的，我们这里尝试修改原来的测试badsegment.c
如下：我该成了0x20，用户的数据段描述符．
运行情况，如下：
没有panic了．．．．yes. 继续
breakpoint.c:
int $3尝试调用3号中断.
下面是 运行后挂掉的 trap frame
buggyhello.c:
这里尝试通过系统调用打印地址 0x1出的一个字符．系统完成启动之后，0x200000以下的内容都是empty memory.
这里太明显了，去访问没有映射的指针，会被我们之前lab4写好的 mem_check里的断言挂掉
buggyhello2.c:
这里尝试输出hello标记地址处的字符串，从注释里面会发现，作者的意图是直接销毁这个进程，但是，这里由于我们之前又写了断言在sys_cputs里面，于是这里要注释掉这行断言你才能看到预期的输出
输出如下:
divezero.c:
单步调试跟进去看：
是在指令ldiv的时候触发divide_error的
evilhello.c:
邪恶的hello，究竟怎么个邪恶法．
这里尝试用系统调用输出 0xf010000c地址出的100个字符．
我们知道虚拟地址0xf010000c对应的物理地址是0x10000c，这是刚开始的时候内核的入口地址
由于之前又做好了错误检查的部分．这里需要注释掉下图中的注释部分，不然访问内核高地址的尝试都没门．．
这里需要把两个检测项都注释掉，因为，对于用户来说不仅仅内核高地址没有 PTE_U而且没有PTE_P,
输出会发现一开始还是尝试去解释这块地址出的一些数据，解释成字符，不过都是乱码．尔后进程被强制释放．
faultread.c:
这里我们初学Ｃ语言的时候，指针没学好，或警惕性不高的时候，没进行非空检查的话，就可能对NULL指针dereference．这是非法的．
上面这个测试程序会直接触发异常，然后挂掉系统．这里我们还没进行到lab 4，没有构建起用户空间触发的page fault的异常处理机制．后续到lab 4我会特别把这里例子再单独开一贴分析
faultreadkernel.c:
下面是尝试读取内核区数据的例子，用户程序是不允许访问这里的数据的
可以和上面那个 faultread.c做比较，上面的是访问0x00这个地址没有映射，于是出现的问题是确实PTE_P
这里的内核地址是有PTE_P，但是这里是不允许用户访问的．protection. 同是page fault，他们之间还是有稍许区别的．
关于 faultwrite.c faultwritekernel.c的分析和上述 faultread.c faultreadkernel.c同理．不再赘述．
hello.c:
深深的无力，感觉没啥好说的，这里就是访问thisenv这个全局变量，指向当前进程的struct env
打印thisenv->env_id．相当于Linux里面的输出进程pid : )
值得说一下的是这里的输出信息，先从内核态通过trap进入了用户态打印输出了hello, world
而后由于thisenv指向的结构体都是由刚开始分配内存的时候envs指向的一连串结构体储存在内核地址内，于是这里需要访问内核，势必触发trap，进入内核态，访问并打印thisenv指针指向的结构体内的成员 env_id
testbss.c:
我们知道，未初始化的的全局变量会放入到可执行程序的bss段．
这里的bigarray就是个例子．分配了很大的空间这个为初始化的全局变量
程序先测试验证，全局未初始化的变量都默认初始值为0．
然后一个个赋值．检测也没问题．前面三个for循环都正常
尝试在申请的数组范围之外写入数据就会触发page fault．因此我们看不到后面的panic输出信息．（这还是在lab3的基础上的分析，因为这里没有用户态的page fault handler，如果是lab 4的话，系统不会这样挂掉，但是如果正常的处理机制还是不应该让程序继续运行了 : )
lab 3的分析告一段落~
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原文地址：http://blog.csdn.net/cinmyheart/article/details/45171475
