MIT6.S081 syscall lab

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发布于：Jan 1, 2022

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system calls

• user space
  • user.h
  • usys.pl
• kernel space
  • syscall.h
  • syscall.c
• process related
  • proc.h
  • proc.c

trace

实现trace，以便后续实验调试

trace系统调用

• 一个int参数, “mask”
  • trace(1 << SYS_fork)
• 对tracing的系统调用，打印返回值
  • <pid>: syscall <name> -> <return value>
• 效果只影响使用的进程和其子进程

hint

• 添加makefile
• 添加syscall
  • 用户空间添加syscall，user.h, usys.pl
    • makefile使用perl脚本usys.pl生成真正的usys.S
  • 内核空间添加kernel/syscall.h
• 实现syscall本call
  • kernel/sysproc.c:sys_trace()
  • 修改proc结构，记录mask, 修改fork()(kernel/proc.c)，使能继承mask
  • 添加终端向量表，trace中断码, 中断服务程序等, kernel/proc.h, kernel/syscall.c, kernel/sysproc.c:sys_trace()
  • 修改kernel/syscall.c:syscall()函数，每次系统调用返回时检查trace标记，并打印
  • 运行trace 2 usertests forkforkfork测试

收获

• xv6中，系统调用获取参数的方法argint()等
  • 为何要这么: 约定俗成参数放在trapframe中的a0~a5寄存器中
• 体会用户空间和内核空间
  • 为何用户空间的”syscall”和内核空间的syscall有什么区别: 用户空间需要调用汇编指令ecall陷入内核，通过封装成”用户空间的syscall”提供便利。陷入内核后会通过trapframe的信息调用相应的syscall
• 熟悉xv6目录结构
  • kernel/proc.c提供一些内核态程序主函数，如fork, kill等
  • kernel/proc.h维护cpu寄存器, proc结构, trampline等
  • kernel/sysproc.c提供系统调用处理函数，如sys_开头的函数

sysinfo

• 一个struct sysinfo指针作参数接收返回值(fill it)
  • freemem表示内存剩余字节数
  • nproc表示state != UNUSED的进程
• 测试sysinfotest

hint

• read in kernel, copy back to user(see sys_fstat()->filestat()->copyout())
• 计算空余内存: 在kernel/kalloc.c中添加获取空闲内存的进程数
• 计算进程数: 在kernel/proc.c中添加获取状态不是UNUSED的进程数

收获

• 了解xv6进程管理和内存管理
• 了解将内核态数据复制到用户态的方法copyout()
• 简单实现真的可以非常简单：
  • pcb可以简单使用固定长度数组，然后遍历查找
  • 内存分配可以简单使用链表以页为单位链接，分配一次分配一页

Optional challenge exercises

• Print the system call arguments for traced system calls (easy).
• Compute the load average and export it through sysinfo(moderate).