MIT-6.s081-OS lab syscall :user-level threads and alarm

本文详细介绍了RISC-V架构下操作系统实验,涉及user-level threads的创建与切换,以及alarm机制的实现。通过分析代码和调试,理解线程调度的关键点,包括线程状态切换、寄存器保存与恢复。同时,实验中还实现了alarm功能,通过定时中断实现线程间的定时切换,讨论了多对一线程模型和合作式线程调度的原理。

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代码:https://github.com/RedemptionC/xv6-riscv-6s081/tree/syscall

warm up

(对riscv汇编的熟悉,其实使用gdb调试汇编是”最好“的学习方法)

回答一下几个问题:

Which registers contain arguments to functions? For example, whichregister holds 13 in main's call to printf?

这个很简单,从call.asm就能看出来,是a2

  printf("%d %d\n", f(8)+1, 13);
  24:	4635                	li	a2,13
  26:	45b1                	li	a1,12
  28:	00000517          	auipc	a0,0x0 # save pc+0 to a0
  2c:	7d050513          	addi	a0,a0,2000 # 7f8 <malloc+0xea>
  30:	00000097          	auipc	ra,0x0 # save pc to ra
  34:	620080e7          	jalr	1568(ra) # 650 <printf>

Where is the function call to f from main? Where is the call to g? (Hint:the compiler may inline functions.)

确实,从汇编代码中可以看出,对f,g的调用被优化掉了,体现在汇编代码里是一个立即数:如上图,地址为26

At what address is the function printf located?

printf的地址,注意这里没有使用call,而是jalr,代表jump and link register,语法是:

jalr dst src imm

作用是跳转到imm(src),并且"set the location of the instruction to dst"(这里好像是指把一个地址复制给dst,一般要调用函数时ra,但是一方面这个代码里不是这么写的,这里是在之前就要用auipc设置了ra,而方面感觉risc-v的汇编形式很灵活,半天没找到特殊说明,所以先就这样吧TODO)

注意此时ra等于0x30(是有上一条auipc设置的,pc+0=0x30,注意当时的pc是0x30,而不是0x34,因为pc指向的是即将要执行的一条指令,在执行auipc之前,那当然就是auipc了),再加上1568,就是0x650

What value is in the register ra just after the jalr to printf in main?

这里是问,jalr之后,ra是多少,本来以为jalr里没有出现ra,所以ra没有变,还是0x30,但是通过debug,发现是0x38,也就是指向了正确的返回地址:jalr的下一条

   0x0000000000000030 <main+20>:        97 00 00 00     auipc   ra,0x0
=> 0x0000000000000034 <main+24>:        e7 80 00 62     jalr    1568(ra) # 0x650 <printf>
=> 0x0000000000000038 <main+28>:        01 45   li      a0,0

因为auipc和jalr两条指令所占字节共为8个(之前pc为0x30,指向的是auipc那一行的开头)

这里debug,用到了

set disassemble-next-line on

display /x $reg(你选定的寄存器)

<think>嗯,用户遇到了一个错误信息:“Download failed: 无效的参数. Continuing without source file ./socket/../sysdeps/unix/syscall-template.S.”。首先,我需要确定这个问题的背景。看起来用户在尝试下载或编译某个项目时出现了问题,特别是涉及系统调用模板的文件。 这个错误可能发生在使用像GDB这样的调试工具时,或者是在构建过程中,比如编译glibc或者其他依赖系统调用的库。用户可能在尝试获取源代码或调试时,工具无法找到特定的源文件syscall-template.S,导致下载失败,参数无效。 接下来,我需要考虑可能的原因。无效的参数可能意味着命令中的路径不正确,或者下载工具(如wget、curl)的参数有误。另外,路径中的“../sysdeps/unix”可能指向了错误的目录结构,导致文件不存在。或者用户的环境变量设置有问题,比如没有正确设置源码路径。 另外,用户可能在交叉编译或使用特定架构时遇到了问题,syscall-template.S是系统调用相关的汇编代码,不同平台可能需要不同的处理。还有可能是权限问题,导致无法访问该文件或目录。 解决方案方面,首先应该检查路径是否正确,确保sysdeps/unix目录存在且文件位置正确。如果使用下载工具,检查命令参数是否正确。如果是调试问题,比如GDB找不到源码,可能需要安装相关的调试符号包或确认源码路径配置。另外,检查网络连接是否正常,是否有防火墙阻止下载。如果问题在编译过程中出现,可能需要重新配置项目或检查依赖是否安装完整。 还要考虑用户是否在特定环境下操作,比如Docker容器或虚拟机,这些环境可能有不同的文件系统结构或权限设置。最后,建议用户查看更详细的日志,确认错误发生的具体上下文,以便更精准地解决问题。</think>--- ### 错误分析: 你遇到的错误信息 **`Download failed: 无效的参数. Continuing without source file ./socket/../sysdeps/unix/syscall-template.S`** 通常出现在以下场景中: 1. **调试工具(如 GDB)**:尝试下载或定位源码文件(如系统调用模板 `syscall-template.S`)时失败。 2. **编译/构建过程**:在编译依赖系统调用的代码(如 glibc 或内核模块)时,工具链因路径或参数问题无法找到源码。 --- ### 可能原因及解决方案: #### 1. **源码路径配置错误** - **原因**:工具(如 GDB)或构建脚本中指定的源码路径 `./socket/../sysdeps/unix/` 无效。 - **解决**: - 检查路径是否正确,确保 `sysdeps/unix/syscall-template.S` 实际存在于项目中。 - 若使用调试器,通过 `directory <源码路径>` 命令手动指定源码目录(例如:`directory /usr/src/glibc/`)。 #### 2. **缺失源码文件** - **原因**:系统调用模板文件 `syscall-template.S` 未安装或未包含在开发包中。 - **解决**: - 安装完整开发包: ```bash # 对于 Debian/Ubuntu sudo apt install glibc-source # 解压源码 tar -xvf /usr/src/glibc/glibc-*.tar.xz ``` - 若调试时需源码,确保已安装 `glibc-debuginfo` 或类似包。 #### 3. **网络或权限问题** - **原因**:工具尝试从远程服务器下载源码但失败(如参数错误或权限不足)。 - **解决**: - 检查网络连接,确认下载命令(如 `wget` 或 `curl`)参数正确。 - 本地化源码:直接下载 `syscall-template.S` 并放置到对应目录。 #### 4. **工具链配置问题** - **原因**:交叉编译环境或工具链未正确配置系统调用路径。 - **解决**: - 检查编译脚本中的 `-I`(包含路径)或 `-L`(库路径)参数。 - 确认交叉编译目标的系统调用接口与主机兼容。 --- ### 示例操作(GDB 调试场景): 若在 GDB 中遇到此错误: 1. 手动指定源码路径: ```bash (gdb) directory /path/to/glibc-source/ ``` 2. 忽略源码加载(仅调试汇编): ```bash (gdb) set substitute-path /original/path /new/path ``` --- ### 扩展建议: - **替代调试方法**:若无法获取源码,可通过反汇编(`disassemble`)或寄存器分析进行底层调试。 - **系统调用文档**:直接参考 Linux 内核文档(如 `man syscalls`)了解系统调用行为。 请根据具体场景选择解决方案!
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