同一個小程式的頁表中，有程式碼、堆疊，也有使用者不能直接存取的 trampoline 與 Trap Frame 映射。
今天不只印出頁表根指標，而是把三層查詢一路展開，讓每筆映射的用途可以被檢查。

從 Sv32 換成 Sv39

Day 15 用兩個 10-bit 索引走 Sv32，現在改成三個 9-bit 索引，最後仍是 12-bit 頁內 offset。
每一層有 512 筆、每筆 8 bytes，剛好占一個 4 KiB 頁面。

walk() 負責找到對應的 leaf PTE 位置，必要時配置中間頁表。
mappages() 則建立 VA 到 PA 的映射與權限，兩者都不表示應用程式當下就能任意存取那一頁。
還必須看 U／R／W／X 位元，以及目前 CPU 使用哪份頁表。

在 vm.c 加入只讀的 viewer

在 xv6 checkout 的 kernel/vm.c 檔案末端加入：

static void
obs_walk(pagetable_t table, int level, uint64 base)
{
  for (int i = 0; i < 512; i++) {
    pte_t pte = table[i];
    if ((pte & PTE_V) == 0)
      continue;
    uint64 va = base | ((uint64)i << (12 + 9 * level));
    uint64 pa = PTE2PA(pte);
    int leaf = (pte & (PTE_R | PTE_W | PTE_X)) != 0;
    printk("L%d va=%p pte=%p pa=%p %s flags=%lx\n",
           level, (void *)va, (void *)pte, (void *)pa,
           leaf ? "leaf" : "table", (uint64)PTE_FLAGS(pte));
    if (!leaf && level > 0)
      obs_walk((pagetable_t)pa, level - 1, va);
  }
}

void
obs_vmprint(pagetable_t table)
{
  printk("pagetable=%p\n", (void *)table);
  obs_walk(table, 2, 0);
}

在 kernel/defs.h 加入宣告：

void obs_vmprint(pagetable_t);

這份 viewer 只讀取本版本 xv6 建立的使用者頁表，使用低半部 VA，不負責一般 Sv39 高位址的符號擴展或不可信頁表驗證。
它看到 leaf 就停止遞迴，不能把 leaf 指向的資料頁誤當成下一層頁表。
現在觀察的是 xv6 的 4 KiB 映射，不把支援列出中間層 leaf 描述成已完成 superpage 管理。

等 exec 完成，再印出頁表

在 kernel/exec.c 成功路徑中，找到 proc_freepagetable(oldpagetable, oldsz);，緊接其後加入：

if (strcmp(p->name, "echo") == 0)
  obs_vmprint(p->pagetable);

這個時點已安裝新頁表、入口與使用者堆疊，不是在 allocproc() 還沒載入使用者程式的階段。
只針對 echo 印出，避免每次 exec 都淹沒終端機。
目前行程正在執行自己的 exec，沒有其他執行緒同時修改這份位址空間。

執行與判讀

在 30-days-os-kernel/examples/xv6-riscv/ 執行：

make TOOLPREFIX=riscv64-linux-gnu- CPUS=1 qemu

於 xv6 Shell 輸入 echo vm-ready。
先看到頁表各層，再看到字串，PA 以自己的環境為準。

退出 QEMU 後，在同一目錄檢查 ELF 的 LOAD segments：

riscv64-linux-gnu-readelf -l user/_echo

將 segment 的虛擬範圍與 R／W／E 權限對照 leaf，不要只按印出的順序猜用途。
exec.c 還會加入堆疊與 guard page，因此不是所有 leaf 都直接來自 ELF。

Guard page 並不一定是完全沒有 PTE

本版本用 uvmclear() 清除 guard page 的 U 位元。
因此 viewer 可能仍看見有效的 leaf，只是使用者模式不允許存取。
這與 Day 16 的「完全不映射 guard page」有不同的呈現，兩者不能用同一個 PTE_V == 0 判準。

另外，trampoline 與 Trap Frame 位於高處，但仍在 xv6 使用的 VA 範圍內。
它們不是一般使用者可讀寫的資料頁，請檢查 U 位元，而不是看到它們出現在 user page table 就認定使用者有權限。

sz 也不是實體 RAM 用量

p->sz 描述使用者記憶體大小的界線，不是已配置實體頁的總和。
特殊高位址映射、guard page 與 lazy allocation 都會讓兩者不同。
因此最後 Observer 的欄位會叫 size_bytes，不標成 RSS 或實際 RAM 消耗。

本日修改 vm.c、defs.h 與 exec.c，建議 commit：

day25: add an xv6 Sv39 page-table viewer

下一篇回到 user／kernel 邊界，沿著一次 getpid() 把 Trap 與 syscall 串起來。

參考資料

• MIT xv6：固定版本的 vm.c
• MIT xv6：固定版本的 exec.c
• RISC-V：Supervisor 規格原始文件