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操作系统实验5

JOS Lab
JOSC/C++汇编操作系统

选择了Challenge 2：文件缓存的驱逐机制。

对MIT代码的修改 ​

JOS Lab最后更新于2018年。5年来，GCC有了诸多更新，原有的JOS代码在新的GCC上会报错。在报告的这一部分，我将描述对原有MIT代码的修改，以使其通过现在GCC的编译检查。

修复变量重定义错误 ​

在原有的代码中，struct Super *super和uint32_t *bitmap定义在fs/fs.h。然而fs/fs.h被多个源文件引用，这些源文件会分别编译，并链接到一起。这样，super和bitmap在链接时就会有多重定义。

我的解决方案是：把super和bitmap的定义从fs/fs.h移至fs/bc.c。而在fs/fs.c和fs/test.c，对super和bitmap的声明加extern。

绕过GCC的对齐检查 ​

在lib/spawn.c的spawn()函数中，有这样一句：

c
if ((r = init_stack(child, argv, &child_tf.tf_esp)) < 0)
    return r;

然而，现在的GCC认为，对child_tf.tf.esp取地址会无法满足对齐要求（因为struct Trapframe以__attribute__((packed))声明）。

注意到JOS提供了offsetof宏。可以借此绕过对齐检查：

c
if ((r = init_stack(child, argv,
                    (uintptr_t *)(((char *)&child_tf)
                     + offsetof(struct Trapframe, tf_esp)))) < 0)
    return r;

（题外话：一开始我没有写(char *)，导致大量Page fault……所以指针加法一定要注意类型啊。）

Exercise 1 ​

在env_create()中加入：

c
// If this is the file server (type == ENV_TYPE_FS) give it I/O privileges.
// LAB 5: Your code here.
new_env->env_tf.tf_eflags &= ~FL_IOPL_MASK;
if (type == ENV_TYPE_FS)
    new_env->env_tf.tf_eflags |= FL_IOPL_3;
else
    new_env->env_tf.tf_eflags |= FL_IOPL_0;

当然，这样的代码只是为了可读性。实际上完全可以写成：

c
if (type == ENV_TYPE_FS)
    new_env->env_tf.tf_eflags |= FL_IOPL_3;

Question 1 ​

不需要做任何事。因为上下文切换时会自动保存和恢复EFLAGS。

Exercise 2 ​

在bc_pgfault()中加入：

c
// LAB 5: you code here:
addr = ROUNDDOWN(addr, PGSIZE);
r = sys_page_alloc(0, addr, PTE_P | PTE_U | PTE_W);
if (r < 0)
    panic("`%s' error: %e.", __func__, r);
r = ide_read(blockno * BLKSECTS, addr, BLKSECTS);
if (r < 0)
    panic("`%s' error: %e.", __func__, r);

在flush_block()中加入：

c
// LAB 5: Your code here.
addr = ROUNDDOWN(addr, BLKSIZE);
if (!va_is_mapped(addr) || !va_is_dirty(addr))
    return;

int ret = ide_write(blockno * BLKSECTS, addr, BLKSECTS);
if (ret < 0)
    panic("`%s' error: %e.", __func__, ret);
ret = sys_page_map(0, addr, 0, addr, uvpt[PGNUM(addr)] & PTE_SYSCALL);
if (ret < 0)
    panic("`%s' error: %e.", __func__, ret);

Exercise 3 ​

简单地线性搜索空闲块即可。

c
int alloc_block(void)
{
    // The bitmap consists of one or more blocks.  A single bitmap block
    // contains the in-use bits for BLKBITSIZE blocks.  There are
    // super->s_nblocks blocks in the disk altogether.

    // LAB 5: Your code here.
    if (!super)
        panic("no super block");
    const uint32_t n_blocks = super->s_nblocks;
    for (uint32_t i = 0; i < n_blocks; i++)
    {
        if (block_is_free(i))
        {
            bitmap[i / 32] &= ~(1 << (i % 32));
            flush_block(bitmap);
            return i;
        }
    }
    return -E_NO_DISK;
}

Exercise 4 ​

file_block_walk() ​

先保证块号合法，此后检查直接块，最后检查间接块。必要时分配一个间接块。

c
static int file_block_walk(struct File *f, uint32_t filebno,
                           uint32_t **ppdiskbno, bool alloc)
{
    // LAB 5: Your code here.
    if (filebno >= NDIRECT + NINDIRECT)
        return -E_INVAL;
    if (filebno < NDIRECT)
    {
        *ppdiskbno = f->f_direct + filebno;
        return 0;
    }
    filebno -= NDIRECT;
    if (f->f_indirect == 0)
    {
        if (!alloc)
            return -E_NOT_FOUND;
        int new_indirect_block = alloc_block();
        if (new_indirect_block < 0)
            return new_indirect_block;
        f->f_indirect = new_indirect_block;
        memset(diskaddr(f->f_indirect), 0, BLKSIZE);
    }
    *ppdiskbno = (uint32_t *)diskaddr(f->f_indirect) + filebno;
    return 0;
}

file_get_block() ​

依靠file_block_walk()寻找对应的块号指针，必要时分配一个块，然后返回相应的地址。

c
int file_get_block(struct File *f, uint32_t filebno, char **blk)
{
    // LAB 5: Your code here.
    uint32_t *disk_block = NULL;
    int r = file_block_walk(f, filebno, &disk_block, 1);
    if (r < 0)
        return r;
    if (*disk_block == 0)
    {
        r = alloc_block();
        if (r < 0)
            return r;
        *disk_block = r;
    }
    *blk = (char *)diskaddr(*disk_block);
#ifdef Lab_5_Challenge_2
    r = buffer_visit();
    if (r < 0)
        return r;
#endif
    return 0;
}

Exercise 5 ​

通过openfile_lookup()查看已经打开的对应文件，然后用file_read()写入。最后更新offset。

c
int serve_read(envid_t envid, union Fsipc *ipc)
{
    struct Fsreq_read *req = &ipc->read;
    struct Fsret_read *ret = &ipc->readRet;

    if (debug)
        cprintf("serve_read %08x %08x %08x\n", envid, req->req_fileid,
                req->req_n);

    // Lab 5: Your code here:
    struct OpenFile *open_file = NULL;
    int r = openfile_lookup(envid, req->req_fileid, &open_file);
    if (r < 0)
        return r;

    r = file_read(open_file->o_file, ret->ret_buf, req->req_n,
                  open_file->o_fd->fd_offset);
    if (r < 0)
        return r;
    open_file->o_fd->fd_offset += r;
    return r;
}

Exercise 6 ​

serve_write() ​

仿照serve_read()实现即可。

c
int serve_write(envid_t envid, struct Fsreq_write *req)
{
    if (debug)
        cprintf("serve_write %08x %08x %08x\n", envid, req->req_fileid,
                req->req_n);

    // LAB 5: Your code here.
    struct OpenFile *open_file = NULL;
    int r = openfile_lookup(envid, req->req_fileid, &open_file);
    if (r < 0)
        return r;

    r = file_write(open_file->o_file, req->req_buf, req->req_n,
                   open_file->o_fd->fd_offset);
    if (r < 0)
        return r;
    open_file->o_fd->fd_offset += r;
    return r;
}

devfile_write() ​

仿照devfile_read()实现即可。

c
static ssize_t devfile_write(struct Fd *fd, const void *buf, size_t n)
{
    // Make an FSREQ_WRITE request to the file system server.  Be
    // careful: fsipcbuf.write.req_buf is only so large, but
    // remember that write is always allowed to write *fewer*
    // bytes than requested.
    // LAB 5: Your code here
    assert(n <= sizeof(fsipcbuf.write.req_buf));
    fsipcbuf.write.req_fileid = fd->fd_file.id;
    fsipcbuf.write.req_n = n;
    memcpy(fsipcbuf.write.req_buf, buf, n);
    int r = fsipc(FSREQ_WRITE, NULL);
    if (r < 0)
        return r;
    assert(r <= n);
    return r;
}

Exercise 7 ​

设置段寄存器的权限位以及EFLAGS中的标记位即可。特别注意envid2env()的checkperm传入1。另外，在syscall()中添加case以正确分派SYS_env_set_trapframe。

c
static int sys_env_set_trapframe(envid_t envid, struct Trapframe *tf)
{
    // LAB 5: Your code here.
    // Remember to check whether the user has supplied us with a good
    // address!
    struct Env *env_ptr;
    if (envid2env(envid, &env_ptr, 1) < 0)
        return -E_BAD_ENV;
    env_ptr->env_tf = *tf;

    env_ptr->env_tf.tf_cs |= GD_UT | 3;
    env_ptr->env_tf.tf_ss |= GD_UD | 3;
    env_ptr->env_tf.tf_ds |= GD_UD | 3;
    env_ptr->env_tf.tf_es |= GD_UD | 3;

    env_ptr->env_tf.tf_eflags |= FL_IF;
    env_ptr->env_tf.tf_eflags &= ~FL_IOPL_MASK;
    env_ptr->env_tf.tf_eflags |= FL_IOPL_0;

    return 0;
}

Exercise 8 ​

duppage() ​

这意味着判断!(pte & PTE_SHARE)才进行COW复制。此外，调用sys_page_map()时的perm也与Lab 4有区别。

c
static int duppage(envid_t envid, unsigned pn)
{
    int r;
    pte_t pte = uvpt[pn];
    void *addr = (void *)(pn * PGSIZE);
    if ((pte & (PTE_P | PTE_U)) != (PTE_P | PTE_U))
        panic("`%s' error: pn %u is wrong.", __func__, pn);

    if (!(pte & PTE_SHARE) && ((pte & PTE_W) || (pte & PTE_COW)))
    {
        r = sys_page_map(0, addr, envid, addr,
                         (pte & PTE_SYSCALL & ~PTE_W) | PTE_COW);
        if (r < 0)
            panic("`%s' error: %e.", __func__, r);
        r = sys_page_map(0, addr, 0, addr,
                         (pte & PTE_SYSCALL & ~PTE_W) | PTE_COW);
        if (r < 0)
            panic("`%s' error: %e.", __func__, r);
    }
    else
    {
        r = sys_page_map(0, addr, envid, addr, pte & PTE_SYSCALL);
        if (r < 0)
            panic("`%s' error: %e.", __func__, r);
    }
    return 0;
}

copy_shared_pages() ​

逐页映射即可；遇到未映射的页目录项可以直接跳过4 MB。

c
static int copy_shared_pages(envid_t child)
{
    // LAB 5: Your code here.
    uintptr_t address = 0;
    while (address < UTOP)
    {
        if (uvpd[PDX(address)] & PTE_P)
        {
            pte_t pte = uvpt[PGNUM(address)];
            if ((pte & (PTE_P | PTE_U | PTE_SHARE)) ==
                (PTE_P | PTE_U | PTE_SHARE))
            {
                int r = sys_page_map(0, (void *)address, child,
                                     (void *)address, pte & PTE_SYSCALL);
                if (r < 0)
                    return r;
            }
            address += PGSIZE;
        }
        else
            address += PTSIZE;
    }
    return 0;
}

Exercise 9 ​

只需要在trap_dispatch()中的switch()增加两个case：

c
case IRQ_OFFSET + IRQ_KBD:
    kbd_intr();
    lapic_eoi();
    return;
case IRQ_OFFSET + IRQ_SERIAL:
    serial_intr();
    lapic_eoi();
    return;

Exercise 10 ​

仿照输出重定向即可。注意Unix Style的输入文件描述符是0。

c
// LAB 5: Your code here.
if ((fd = open(t, O_RDONLY)) < 0)
{
    cprintf("open %s for read: %e", t, fd);
    exit();
}
if (fd != 0)
{
    dup(fd, 0);
    close(fd);
}

Challenge 2 ​

我添加了一个结构：struct buffer_block，用于标记在内存中分配地址的文件块。即，每一个内存中分配地址的文件块，会对应一个分配的struct buffer_block。

buffer_block至多有N_BUFFER个，通过空闲链表buffer_free和已分配链表buffer_used管理。

当已分配的buffer_block达到N_BUFFER个时，会尝试驱逐一些块。优先驱逐没有PTE_A的块。如果没有这样的块，则会优先驱逐最先加入已分配链表的块。

每次调用bc_pgfault()时，会为文件块分配一个新的内存块。这时，也会分配一个新的buffer_block。而每次file_get_block()时，会调用buffer_visit()。buffer_visit()会更新一个访问计数器；当访问计数器增加到一定值时，会清除所有的PTE_A。

这样，可以近似达到LRU的效果。接下来是代码：

c
// in fs.c
#define N_BUFFER 1024
#define N_VISIT 256

int n_visit = 0;
struct buffer_block
{
    struct buffer_block *prev, *next;
    void *buffer_ptr;
};

struct buffer_block buffers[N_BUFFER];
struct buffer_block buffer_free, buffer_used;
int n_buffer_used;

int buffer_alloc(void *ptr)
{
    if (ptr < diskaddr(2))
        return 0;
    cprintf("new block\n");
    if (n_buffer_used == N_BUFFER)
    {
        int r = buffer_evict();
        if (r < 0)
            return r;
    }

    struct buffer_block *new_block = buffer_free.next;
    buffer_free.next->next->prev = &buffer_free;
    buffer_free.next = buffer_free.next->next;

    new_block->next = &buffer_used;
    new_block->prev = buffer_used.prev;

    buffer_used.prev->next = new_block;
    buffer_used.prev = new_block;

    new_block->buffer_ptr = ptr;
    n_buffer_used++;
    return 0;
}

int buffer_visit(void)
{
    n_visit++;
    if (n_visit < N_VISIT)
        return 0;

    n_visit = 0;

    for (struct buffer_block *p = buffer_used.next; p != &buffer_used;
         p = p->next)
    {
        flush_block(p->buffer_ptr);
        int r = sys_page_map(0, p->buffer_ptr, 0, p->buffer_ptr,
                             uvpt[PGNUM(p->buffer_ptr)] & PTE_SYSCALL);
        if (r < 0)
            return r;
    }

    return 0;
}

int buffer_evict(void)
{
    struct buffer_block *p = buffer_used.next;
    while (p != &buffer_used)
    {
        struct buffer_block *p_next = p->next;
        if (!(uvpt[PGNUM(p->buffer_ptr)] & PTE_A))
        {
            flush_block(p->buffer_ptr);
            int r = sys_page_unmap(0, p->buffer_ptr);
            if (r < 0)
                return r;
            p->prev->next = p->next;
            p->next->prev = p->prev;

            p->buffer_ptr = NULL;

            p->prev = buffer_free.prev;
            buffer_free.prev->next = p;
            p->next = &buffer_free;
            buffer_free.prev = p;

            n_buffer_used--;
        }
        p = p_next;
    }
    if (n_buffer_used == N_BUFFER)
    {
        p = buffer_used.next;
        flush_block(p->buffer_ptr);
        int r = sys_page_unmap(0, p->buffer_ptr);
        if (r < 0)
            return r;
        p->prev->next = p->next;
        p->next->prev = p->prev;

        p->buffer_ptr = NULL;

        p->prev = buffer_free.prev;
        buffer_free.prev->next = p;
        p->next = &buffer_free;
        buffer_free.prev = p;
        n_buffer_used--;
    }
    return 0;
}

void buffer_init(void)
{
    buffer_free.next = buffers;
    buffers[0].prev = &buffer_free;
    buffers[0].next = buffers + 1;
    for (size_t i = 1; i < N_BUFFER - 1; i++)
    {
        buffers[i].prev = buffers + i - 1;
        buffers[i].next = buffers + i + 1;
    }
    buffers[N_BUFFER - 1].prev = buffers + N_BUFFER - 2;
    buffers[N_BUFFER - 1].next = &buffer_free;
    buffer_free.prev = buffers + N_BUFFER - 1;

    buffer_used.next = &buffer_used;
    buffer_used.prev = &buffer_used;
}

在file_get_block()后：

c
    *blk = (char *)diskaddr(*disk_block);
// 以下是新添加的
r = buffer_visit();
if (r < 0)
    return r;
// 以上是新添加的
return 0;

free_block()后也可以从内存中解分配：

c
void free_block(uint32_t blockno)
{
	// Blockno zero is the null pointer of block numbers.
	if (blockno == 0)
		panic("attempt to free zero block");
	bitmap[blockno/32] |= 1<<(blockno%32);
    // 以下是新添加的
    int r = sys_page_unmap(0, diskaddr(blockno));
	if (r < 0)
		panic("`%s', error: %e.", __func__, r);
}

在bc_pgfault()后要调用buffer_alloc()：

c
// in bc.c, function `bc_pgfault()`
// Check that the block we read was allocated. (exercise for
// the reader: why do we do this *after* reading the block
// in?)
if (bitmap && block_is_free(blockno))
    panic("reading free block %08x\n", blockno);

int buffer_alloc(void *ptr);
r = buffer_alloc(addr);
if (r < 0)
    panic("`%s' error: %e", __func__, r);

在bc_init()中调用buffer_init()：

c
void bc_init(void)
{
	void buffer_init(void);
	buffer_init();
    // ......
}

在测试中，可以使用较小的N_BUFFER和N_VISIT（如16和4），以便在testfile的大文件测试中出现驱逐现象。

附录：以往的Challenge ​

在这一部分，我将回顾以往的Challenge，并添加补充说明。

Lab 1 ​

Lab 1中，我选择了唯一的Challenge：JOS console的彩色输出。这部分代码在后续的Lab中无需改动。

Lab 2 ​

Lab 2中，我选择了Challenge 1：内核部分虚拟内存使用4 MB大页，以及Challenge 2：虚拟内存映射相关的JOS monitor命令。

Lab 2 Challenge 1 ​

在Lab 2 Challenge 1中，在映射内核部分的虚拟内存时，使用了4 MB大页（如果处理器支持的话）。这需要修改CR4寄存器的PSE标记位：

c
// in pmap.c, function `mem_init()`
uint32_t edx = 0;
cpuid(1, NULL, NULL, NULL, &edx);
int is_large_page_supported = (edx >> 3) & 1;
if (is_large_page_supported)
{
    uint32_t cr4 = rcr4();
    cr4 |= CR4_PSE;
    lcr4(cr4);
    is_large_page_enabled = 1; // 全局变量
    boot_map_region_large_page(kern_pgdir, KERNBASE,
                                (size_t)((1ull << 32) - KERNBASE), 0, PTE_W);
}
else
{
    boot_map_region(kern_pgdir, KERNBASE, (size_t)((1ull << 32) - KERNBASE),
                    0, PTE_W);
}

而Lab 4启用了多处理器支持。因此，每个处理器核心都需要CR4寄存器的PSE标记位。在mp_main()中：

c
// in init.c, function `mp_main()`
// We are in high EIP now, safe to switch to kern_pgdir
// `is_large_page_enabled` 是 `pmap.c` 中的全局变量
extern int is_large_page_enabled;
if (is_large_page_enabled)
{
    uint32_t cr4 = rcr4();
    cr4 |= CR4_PSE;
    lcr4(cr4);
}
lcr3(PADDR(kern_pgdir));

Lab 2 Challenge 2 ​

这部分代码实在没有用处，因此，自Lab 3起，我删除了这部分代码。

Lab 3 ​

Lab 3中，我选择了Challenge 2：JOS monitor的继续与单步运行命令与Challenge 3：使用sysenter与sysexit指令实现快速系统调用。

Lab 3 Challenge 2 ​

这部分代码无需改动。

Lab 3 Challenge 3 ​

在Lab 3 Challenge 3中，我使用sysenter和sysexit指令实现了快速系统调用。

c
// in trap.c, function `trap_init()`
#define IA32_SYSENTER_CS 0x174
#define IA32_SYSENTER_ESP 0x175
#define IA32_SYSENTER_EIP 0x176
    void fast_system_call();
    asm volatile("wrmsr" : : "c"(IA32_SYSENTER_CS), "d"(0),
                             "a"(GD_KT));
    asm volatile("wrmsr" : : "c"(IA32_SYSENTER_ESP), "d"(0),
                             "a"(KSTACKTOP));
    asm volatile("wrmsr" : : "c"(IA32_SYSENTER_EIP), "d"(0),
                             "a"(fast_system_call));
c
// in lib/syscall.c, function `syscall()`
switch (num)
{
case SYS_cputs: case SYS_cgetc: case SYS_getenvid: case SYS_env_destroy:
    asm volatile("pushl %%ebp\n"
                 "movl %%esp, %%ebp\n"
                 "leal 114514f, %%esi\n"
                 "sysenter\n"
                 "114514:\n"
                 "popl %%ebp\n"
                 : "=a"(ret)
                 : "a"(num), "d"(a1), "c"(a2), "b"(a3), "D"(a4)
                 : "%esi", "memory");
    break;
default:
    // 保留原有的，基于 int $0x30 的系统调用方法
    // (省略代码)
}
asm
// in trapentry.S
.global fast_system_call
.type fast_system_call, @function
.align 2
fast_system_call:
    pushl   $0
    pushl   %edi
    pushl   %ebx
    pushl   %ecx
    pushl   %edx
    pushl   %eax

    call    syscall

    movl    %esi,   %edx
    movl    %ebp,   %ecx
    sysexit

而Lab 4启用了多处理器支持，需要对每个处理器内核初始化msr寄存器，并设置单独的内核栈。为此，把原本的asm volatile("wrmsr" ...从trap_init()移到trap_init_percpu()：

c
// in trap.c, function `trap_init_percpu()`
#define IA32_SYSENTER_CS 0x174
#define IA32_SYSENTER_ESP 0x175
#define IA32_SYSENTER_EIP 0x176
    void fast_system_call();
    asm volatile("wrmsr" : : "c"(IA32_SYSENTER_CS), "d"(0),
                             "a"(GD_KT));
    asm volatile("wrmsr" : : "c"(IA32_SYSENTER_ESP), "d"(0),
                             "a"(KSTACKTOP -
                                 current_cpuid * (KSTKSIZE + KSTKGAP)));
    asm volatile("wrmsr" : : "c"(IA32_SYSENTER_EIP), "d"(0),
                             "a"(fast_system_call));

需要在进入内核时加锁。为此，在kern/syscall.c中新增一个函数：

c
int32_t syscall_fast(uint32_t syscallno, uint32_t a1, uint32_t a2, uint32_t a3,
                     uint32_t a4, uint32_t a5)
{
    lock_kernel();
    int32_t ret = syscall(syscallno, a1, a2, a3, a4, a5);
    unlock_kernel();
    return ret;
}

并将trapentry.S中的call syscall改成call syscall_fast。

在Lab 4中，使用了时钟中断。注意到sysenter指令会把EFLAGS寄存器的IF位清零以屏蔽外部中断，但sysexit指令却不会复位IF。因此，在sysexit之前，需要sti。

asm
// in trapentry.S
.global fast_system_call
.type fast_system_call, @function
.align 2
fast_system_call:
    pushl   $0
    pushl   %edi
    pushl   %ebx
    pushl   %ecx
    pushl   %edx
    pushl   %eax

    call    syscall_fast // 现在调用syscall_fast

    movl    %esi,   %edx
    movl    %ebp,   %ecx
    sti                  // sti以复位IF
    sysexit

那么，哪些系统调用函数可以通过快速系统调用实现呢？注意到sysexit指令总是回到调用点，因此，sys_yield()，以及其他涉及到yield的系统调用，如sys_ipc_recv()，不能使用快速系统调用。（还有另外一个原因：我做了Lab 4的Challenge 3，因此sys_yield()需要保存浮点状态，但是快速系统调用不会做这一点）

sys_env_set_trapframe()可能会修改EIP和/或ESP，它也不能用快速系统调用实现。

sys_page_map()也不能通过快速系统调用实现，因为它有5个参数，而快速系统调用至多支持4个参数。

因为sys_exofork()直接在inc/lib.h内联定义，为了保证代码的简单性，它也无法通过快速系统调用实现。

最终，修改lib/syscall.c中的syscall()如下：

c
switch (num)
{
case SYS_cputs: case SYS_cgetc: case SYS_getenvid: case SYS_page_alloc:
case SYS_page_unmap: case SYS_env_set_status: case SYS_env_set_pgfault_upcall:
case SYS_ipc_try_send:
    asm volatile("pushl %%ebp\n"
                 "movl %%esp, %%ebp\n"
                 "leal 114514f, %%esi\n"
                 "sysenter\n"
                 "114514:\n"
                 "popl %%ebp\n"
                 : "=a"(ret)
                 : "a"(num), "d"(a1), "c"(a2), "b"(a3), "D"(a4)
                 : "%esi", "cc", "memory");
    break;
default:
    asm volatile("int %1\n"
                 : "=a"(ret)
                 : "i"(T_SYSCALL), "a"(num), "d"(a1), "c"(a2), "b"(a3),
                 "D"(a4), "S"(a5)
                 : "cc", "memory");
}

注意，考虑到系统调用可能改变条件码，我对clobber加上了"cc"，这是Lab 3中我没有做的。

Lab 4 ​

在Lab 4中，我选择了Challenge 3：使用fxrstor和fxsave指令进行浮点状态的保存和恢复。这部分代码无需改动。

现在，我的JOS Lab可以将Lab 1 Challenge 1、Lab 2 Challenge 1、Lab 3 Challenge 2 & 3、Lab 4 Challenge 3和Lab 5 Challenge 2全部启用的情况下，在Lab 5获得满分（喜）。

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