.. Kenneth Lee 版权所有 2023
:Authors: Kenneth Lee :Version: 0.1 :Date: 2023-04-06 :Status: Draft
架构设计和一般设计的区别
之前的很多讨论，我都认为架构设计和一般设计仅仅是“量”或者“度”的差别，没有质的差 别。但最近连续做了几个基础概念空间的建模，我突然意识到架构设计和一般设计还是有 “量变到质变”的区别的。我通过本文记录一下这个心得。
最近做了一个新的虚拟化下的特权级方案设计。设计人员提供了很多的设计细节，我参与 了几次讨论，提供了一些意见以后，就总觉得哪里都不对劲。最后我忍不住做了一次架构 建模，在做这个建模之前，我也不知道我需要什么，但建出来以后，我发现我补充了这些 内容：
对比了我们的特权级设计和其他已有的一些设计的区别，找出了我们的关键变化，然 后在概念上推理：改变以后，原来的行为，现在应该怎么说。我还推理了为什么增加 新的特权级解决新需求，而不是通过增加相同特权级的不同实例去解决这些问题。
推理了在Type1虚拟化方案和Type2虚拟化方案下的行为，在我们这种特权级下是否仍 成立，哪些部分被放弃了。
推理了Nested虚拟化的情况下，原来的实现方案是否仍可以被实现。
实际上，在早期的版本上，我们甚至没有打算支持Nested虚拟化，但没做这个推理，我心 底下就是觉得不安全，现在想来，核心原因就是我不知道我们的细节补充的限制是什么。 如果我推过Nested方案对我们设计的限制，我就能控制加细节的时候，不要去触碰这些限 制，但如果没有推过，就算细节添加的过程一路畅通，我心底上也觉得不安全，因为我不 知道那个细节依赖导致我后面根本做不了Nested虚拟化了。
这种问题，通常就不是“设计”的时候考虑的，而是“架构设计”的时候考虑的。所以“架构 设计未来”，这算是一个例子了。
但这不是我要讨论的“质变”，质变的地方是：架构设计阶段的时候，我基本上都需要做全 可能性穷举。比如，别人选择4个特权级，我选择8个，我为什么要选8个？我得到了什么， 放弃了什么？为什么是8个而不是7个？不是6个？为什么要增加新的特权级，而不是增加 就特权级的不同实例？……这是穷举式的考量。只有架构设计这层抽象我能做这样的穷举， 一方面是因为这层选择的重要性允许我付出这样的时间，另一方面是因为这层概念比较简 单，我容易做所有可能性的穷举。到了细节设计阶段，你不可能再去做这种推理了，因为 那个可能性太多了，穷举不完。
所以，从这个角度说，架构设计和普通设计是有质的差别的，架构设计是通过一些手段， 特别是概念空间建模的手段，穷举所有设计的可能性，最大限度消除未来逻辑冲突风险的 手段，而设计，一般不可能做全量的穷举，而是根据构架设计定义的概念空间，选择其中 一种可能性，解决每个具体的问题。
作为量变到质变的例子，让我补充一些增加特权级导致如何改变CPU的特权级的结构的： 当你只有3、4个特权级的时候，特权级是个“层”的结构，错误可以一层层汇报，如果你把 特权级变成8个的时候，特权级就不能继续是个层的结构了，它必须是个“树”的结构，这 样才能保证报告距离足够短，而且保证状态机的复杂度足够低。这种变化，只有构架设计 的概念空间建模，才会发现和规范，如果我们没有这一级建模，只是顺延原来的量变，增 加更多的层级，这个方案从一开始就会有问题，那么补充足够的细节后，整个方案就要重 建了。