Lab syscall System calls

Lab 2 System Call

​ lab2 总算是跌跌撞撞做完了，其实思路不难，但就是会发生一些意想不到的错误，就包括了 PPT 中提到的指针问题，把我卡了一天f**k；然后内存那个地方误打误撞还做出来了，思路找wyy提示了一下，总而言之还是对页表部分理解不够深刻吧可能

​ 学习网站：https://pdos.csail.mit.edu/6.S081/2020/labs/syscall.html

System call tracing

​ 要求实现一个调用跟踪的 trace，其中有一个地方我一开始没理解到 mask 是干嘛的（原文： You have to modify the xv6 kernel to print out a line when each system call is about to return, if the system call’s number is set in the mask. ），卡了2天（英语不够，google来凑）；

1、修改 Makefile

​ add $U/_trace\

2、添加 syscall

​ add a prototype for the system call to user/user.h, a stub to user/usys.pl, and a syscall number to kernel/syscall.h. The Makefile invokes the perl script user/usys.pl, which produces user/usys.S, the actual system call stubs, which use the RISC-V ecall instruction to transition to the kernel.

3、添加 sys_trace()函数 kernel/sysproc.c

// lab2 trace
uint64
sys_trace(void){
    int n;
    struct proc *p = myproc();
    if (argint(0,&n)<0)
        return -1;
    p->mask = n;
    return 0;
}

4、修改 fork 函数 kernel/proc.c

​ 以防万一，修改的时候mask还是上锁了，mask 其实是每个 process 的 private 信息应该，但是上锁无伤大雅感觉，就放到了release前边儿

// Create a new process, copying the parent.
// Sets up child kernel stack to return as if from fork() system call.
int
fork(void)
{
  int i, pid;
  struct proc *np;
  struct proc *p = myproc();

  // Allocate process.
  if((np = allocproc()) == 0){
    return -1;
  }

  // Copy user memory from parent to child.
  if(uvmcopy(p->pagetable, np->pagetable, p->sz) < 0){
    freeproc(np);
    release(&np->lock);
    return -1;
  }
  np->sz = p->sz;

  np->parent = p;

  // copy saved user registers.
  *(np->trapframe) = *(p->trapframe);

  // Cause fork to return 0 in the child.
  np->trapframe->a0 = 0;

  // increment reference counts on open file descriptors.
  for(i = 0; i < NOFILE; i++)
    if(p->ofile[i])
      np->ofile[i] = filedup(p->ofile[i]);
  np->cwd = idup(p->cwd);

  safestrcpy(np->name, p->name, sizeof(p->name));

  pid = np->pid;

  np->state = RUNNABLE;

  // lab2 get the trace mask from parent
  np->mask = p->mask;

  release(&np->lock);

  return pid;
}

5、添加trace输出

​ 提前准备好映射的名字，因为输出的时候需要（You will need to add an array of syscall names to index into.），然后积极犯错，忘记如何定义二维数组的信息了

static const char *syscall_names[] = {
        [SYS_fork]    "fork",
        [SYS_exit]    "exit",
        [SYS_wait]    "wait",
        [SYS_pipe]    "pipe",
        [SYS_read]    "read",
        [SYS_kill]    "kill",
        [SYS_exec]    "exec",
        [SYS_fstat]   "fstat",
        [SYS_chdir]   "chdir",
        [SYS_dup]     "dup",
        [SYS_getpid]  "getpid",
        [SYS_sbrk]    "sbrk",
        [SYS_sleep]   "sleep",
        [SYS_uptime]  "uptime",
        [SYS_open]    "open",
        [SYS_write]   "write",
        [SYS_mknod]   "mknod",
        [SYS_unlink]  "unlink",
        [SYS_link]    "link",
        [SYS_mkdir]   "mkdir",
        [SYS_close]   "close",
        [SYS_trace]   "trace",
        [SYS_sysinfo] "sysinfo",
};

void
syscall(void) {
    int num;
    struct proc *p = myproc();

    // num syscall numbers store in the register a7
    num = p->trapframe->a7;
    if (num > 0 && num < NELEM(syscalls) && syscalls[num]) {
        p->trapframe->a0 = syscalls[num]();
    } else {
        printf("%d %s: unknown sys call %d\n",
               p->pid, p->name, num);
        p->trapframe->a0 = -1;
    }

    // trace the syscall
    if (((1 << num) & p->mask) > 0)
        printf("%d: syscall %s -> %d\n", p->pid, syscall_names[num], p->trapframe->a0);
}

​ 到这里 trace 就完成了，解决之前的疑惑，mask 和 num 两个的关系，在开头的英语中说的是，如果返回的 mask 和调用 num 在mask 中，也就是那个mask = 1 << num ，ok搞定

Sysinfo

​ 这个实验着实让人伤脑筋一开始，主要是没认真 xv6 这书，书上说了 defs.h 中定义了各个模块的接口，然而一开始没看见，所以老是不知道怎么把要加的两个函数加入到新函数中，老是出现未定义的错误提示

1、添加基本的调用信息

​ 和 trace 中的步骤一样，每个地方都要填

2、kernel/kalloc.c

​ 遍历 freelist ，把所有的 page 求和就好了，这里我一开始很meng不知道怎么办，后来问了问wyy逻辑关系，一下子就明朗了

// lab2
uint64
collect_free_memory(void) {
    uint64 res = 0;
    struct run* r;
    acquire(&kmem.lock);
    r = kmem.freelist;
    while (r) {
        res += PGSIZE;
        r = r->next;
    }
    release(&kmem.lock);
    return res;
}

3、kernel/proc.c

​ 这里的 p->state 在 proc.h 中有要求上锁，所以要小心

//lab2
uint64
collect_process_number(void){
    uint64 n = 0;
    struct proc *p;
    for (p = proc;p  < &proc[NPROC];p++) {
        acquire(&p->lock);
        if (p->state != UNUSED){
            n += 1;
        }
        release(&p->lock);
    }
    return n;
}

4、kernel/sysproc.c

​ 这里一开始我犯的错误，是开了一个 sysinfo 的指针，然后将 info->freemem = collect_free_memory()，然后返回的地址是一个未知的地址，指针指向的是一个 uint64 的地址，根本不是值，f**k一天过去了原来如此，太菜了

// lab2 sys_info
uint64
sys_sysinfo(void){

    uint64 addr;
//   wrong answer
//   struct sysinfo* info;
    struct sysinfo info;
    if (argaddr(0,&addr)<0){
        return -1;
    }

    struct proc* p = myproc();
    info.freemem= collect_free_memory();
    info.nproc = collect_process_number();

    if (copyout(p->pagetable,addr,(char*)&info,sizeof(info))<0){
        return -1;
    }
    return 0;
}

​ 到此就两个实验结束了，赶紧学习下一个鸭得，不然得失业了要，下一个实验很有意思，是关于页表的。