juruo_c的博客

从3月份到5月份，我断断续续（4月份开始实习了时间片比较零碎）看完了Lec1-Lec15，也就是xv6book相应章节的讲解，并做完了Lab1-Lab9，后面一些lecture和两个lab涉及论文的阅读和讲解，暂时不准备看了，等后面有时间再来填坑！为MIT的本科生操作系统课程，由浅入深的讲解了页表、trap、系统调用、中断、锁、文件系统等操作系统概念及其在xv6中的实现，个人收获颇丰，也是第一次学习操作系统，每一部分的源码都详细的看了一遍，感觉非常棒！以下为我对每一个Lab的理解与实现，如有瑕疵，请指正！

这个lab难度不大，主要理解file system中几个较高层的函数就可以做笔者用时约3h。

这个lab比起上个lab难度大了一些，需要熟练掌握锁的使用。笔者用时约7h（我太菜啦。

本Lab比较简单，就是为xv6添加一个用户级的多线程功能，然后熟悉一下Linux下多线程编程。笔者用时约2h。

xv6中原始fork系统的实现是，当产生一个子进程时，直接把父进程页表中的每一页复制给子进程的页表，这样子做无疑有许多物理空间被浪费，因为并不是每一个空间都会在之后被修改。一个经典的思路就是，也就是一开始父子进程共享一块物理空间，当某一个物理空间需要被写的时候，再进行复制。具体的做法就是，当父进程fork出一个子进程的时候，关闭父进程所有页表项的写权限，然后进行复制，复制时父子进程映射到相同的物理地址空间。当代码对没有写权限的页表项进行写操作时，有两种情况，分为内核态与用户态，如果在用户态，则会产生。

xv6中的用户程序使用sbrk系统调用向内核请求增长堆内存或者缩减堆内存。对于增长内存的情况，用户往往会申请多于实际需要的内存以便使用。于是，对于暂未使用的内存，如果在用户申请时就将其分配给用户，挺浪费的。基于这样一种思想，当用户申请增长内存时，暂时不分配物理内存，而是仅增长用户进程的空间大小。这时如果用户实际使用到了新分配的内存，则会引发page fault（因为进程页表暂未维护该内存的虚拟地址与物理地址的映射）。page fault。

首先讲讲我对系统调用时trap的理解，用户程序通过系统调用进入内核态，在汇编代码中的体现就是ecall指令，会把系统调用参数保存在寄存器a7中。在用户态中执行ecall指令之后，会将pc寄存器的内容复制到sepc中，并将模式转换为监督者模式，且会将stvec复制到pc中。由于stvec的值为函数uservec（定义在）的地址，故在执行完ecall指令之后，会跳转到uservec函数中。由于ecall指令并没有切换页表的功能，于是在用户页表中必须要维护uservec函数虚拟地址的映射。

PgtblPrint a page tableA kernel page table per processSimplify copyin/copyinstr本Lab简单优化了系统的页表功能，使得程序在内核态时可以直接解析用户态的指针。笔者用时约8hPrint a page table第一部分是为系统添加一个打印给定页表的函数vmprint，该函数接收一个参数pagetable（根页表的物理地址），递归遍历整张页表，打印有效的表项。参考freewalk函数（定义在kernel/vm.c:331），

根据文档说明，当我们添加一个系统调用时，比如第一个任务是添加一个trace首先将系统调用的原型添加到中，比如trace函数接收一个参数作为掩码，其函数原型如下图所示。然后添加一个存根到中，如下图所示。将系统调用编号添加到中，如下图所示。在中添加相关的系统调用函数即可，如sys_trace函数，实现对应的功能即可。

根据文档说明，我们需要把写的每个程序文件放在user文件夹下，并且在MakeFile的UPROGS添加相应的程序名，这样子就可以在qemu中直接用命令行指令调用相应的程序啦。如下图所示。sleepsleep程序接收一个参数，调用库函数sleep进行睡眠即可，没啥好说滴。if(argc!exit(0);pingpong。