内存、地址与十六进制

内核代码里到处是 0x80000000 这样的数字。读懂它们只需要三件事：内存怎么编号、十六进制怎么读、一个变量占几个字节。

1. 内存是一排带编号的格子

把内存想成一条很长的街，每个门牌住一个字节（byte，8 个二进制位，能存 0–255 的数）。门牌号就是地址，从 0 开始往上数。

你写 int x = 5;，编译器会给 x 分几个连续的格子，把 5 存进去。程序里“读 x”，CPU 实际做的是“去某个地址取几个字节回来”。变量名只存在于源代码里，CPU 只认地址。

2. 十六进制：地址的写法

地址是很大的整数，用十进制写又长又看不出规律，所以习惯写成十六进制，前面加 0x 表示“这是十六进制”。

十六进制逢十六进一，用 0–9 再加 a–f 表示 10–15：

它好用的原因是：一个十六进制位正好对应 4 个二进制位，两个十六进制位正好是一个字节。0xff 就是二进制 1111 1111，一个字节能存的最大值。换算二进制时，每一位单独换成 4 位就行，不用做除法（见位运算）。

几个会反复见到的数：

• 0x1000 = 4096 = 4 KB，一个“页”的大小。Lab1 每个 CPU 的栈是 4 KB，Lab2 按页管理内存。
• 0x80000000 = 2 GB 处。QEMU 模拟的机器，内存从这里开始，内核的第一条指令就放在这。
• 0x10000000：QEMU 里串口设备的地址（见下一节）。

3. 一个变量占几个字节

sizeof(类型) 告诉你某种类型占几个字节。在 64 位 RISC-V 和你的 x86-64 电脑上：

前缀 u 表示 unsigned（无符号）：不存负数，全部位都用来表示大小。地址、寄存器的值都用无符号类型存。框架在 src/kernel/arch/type.h 里用 typedef 起了这些短名字，typedef unsigned long long uint64; 的意思就是“以后 uint64 就代表 unsigned long long”。

一个 int 占 4 个格子，它的地址指的是第一个格子的门牌号。数组的元素挨着放，int a[3] 的三个元素地址依次相差 4。

4. 有些地址不是内存

硬件可以把某些地址“接”到设备上。往普通地址写字节，是存进内存；往 0x10000000 写一个字节，其实是交给了串口芯片，它会把这个字符发到终端上。这种做法叫 MMIO（内存映射 I/O）：用读写内存的指令来操作设备。Lab1 的串口驱动就是这么工作的。

cd prereq/examples
make memory