山东大学操作系统课设lab6

实验六系统调用(lab6)
- 实验目的
- 实验环境
- 实验思路
- 调试记录

实验六系统调用(lab6)

实验目的

扩展现有的class AddrSpace的实现，使得Nachos可以实现多用户程序。
按照实验指导书中的方法，完成class AddrSpace中的print函数。
实现Nachos 系统调用：Exec()。

实验环境

虚拟机下Ubuntu Linux 16.04 LTS系统，nachos-3.4内核管理模块和MIPS CPU软件模拟模块，代码在lab6文件夹下面实现。

实验思路

有参考这个网页：https://blog.csdn.net/mottled233/article/details/78633571
先看machine文件夹，里面有一个mipssim.cc，mipssim是模拟器的意思，可以模拟一个完整系统的窗口：代码窗口、寄存器窗口、流水线窗口、时钟周期图窗口、内存窗口、统计窗口和断点窗口，我认为是模拟用户程序的完整过程。有一个Run()方法，应该是在运行整个系统，for循环里每条指令都作为参数依次传入OneInstruction()中。

然后看看OneInstruction()，感觉主体是一堆的case。当执行不同的指令时，寄存器的数组里存放不同的数。

case的这些语句中，有一个对本实验很重要的语句，即系统调用的情况。

可以看出，它是抛出了一个系统调用的异常。这里直接return了，而没有break，会导致无限循环，而不是直接跳出可以进行下一步。这个SyscallException可以在userprog的exception.cc中找到。

现在已有的程序只对halt这一种情况的系统调用进行了处理，之后要补充。

然后可以看到实验要求说要实现系统调用：Exec()。Exec()是指在一个进程中启动另一个进程执行的方法。而exit()是用来使进程中止的。

Exec()系统调用可以在userprog的syscall.h中找到。可以从方法中看出，根据name启动了另一个进程的执行，并行执行，并返回新的程序的内存空间标识符给SpaceId。
通过exception.cc可以看出，系统调用的参数传递与一般函数的参数传递不同，它的传递参数和返回值都要用寄存器保存。其中，传递参数保存在r4-r7,返回值保存在r2。

关键源代码注释以及程序说明：
只用把userprog放进lab6里就好，其他要改的直接在当前文件夹中修改。

需要修改…/bin/arch/unknown-i386-linux/bin/coff2noff的权限，使其可执行。
用sudo chmod -R 777 某一目录可以解决
其中
-R 是指级联应用到目录里的所有子目录和文件
777 是所有用户都拥有最高权限

然后是exception.cc，我认为这是最重要的一个文件。原来它只是提供了一种情况的异常处理方法，本题中要求的exec和exit都没有提供，所以要自己写，补充上这两条的case就好。看的网上说，为了让格式好看一些把原本就有的Halt也写到case里，格式统一一些。

然后加上exec()和exit()

其中AdvancePC()、StartProcess()也写在exception.cc，不过在各种case的处理前。

为了设置全局唯一标识，需要一个属性记录这个标识，并给其赋初始值。
在system.h和system.cc里设置一个数组ThreadMap去标识它，system.cc里既要赋初值，也要记得删掉的。赋初值可以用bzero()，也可以直接for循环。

最后在test文件夹里添加exe.c和修改halt.c，调用exec()和exit()。如下：

调试记录

./nachos -x …/test/halt.noff
如果想要打印，就./nachos -d m -x …/test/halt.noff
得到了一堆bug。说我重复定义，error太多了，但是最后一行只说error 1，所以大概是一种错误。我本来以为导入时要把.h和.cc都include的，因为.h只是定义嘛，.cc才是真正实现，但是原来只要include.h就好了，因为.cc都已经被.h include过了，所以就如果两次include，会有重复定义，我把所有include的.cc都删了就好了。
得到：

然后我发现我和正确答案好像不大一样，加了print()

现在的输出：

输出显示一直都使的是同样的物理页，没增加，是有问题的。本来物理页是等于i，调整成去扇区里寻找就好了。

其实这个实验还是没有搞懂原理。

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