rCore Tutorial Chapter 1 练习

最新推荐文章于 2025-10-31 16:03:39 发布

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#rust #risc-v

本文介绍了Linux下显示当前目录文件的C程序，展示了通过内联汇编获取调用栈信息的技巧，以及在RISC-V环境中使用QEMU模拟系统调用的示例。文章还探讨了应用程序占用的资源、内存空间分配、栈帧恢复方法，并讲解了如何通过GDB调试QEMU启动过程。

这是 rCore Tutorial Book 第一章「应用程序与基本执行环境」的练习。

本文首发于 blog.skywt.cn，建议查看原文以获得更好的阅读体验。

课后练习

编程题

Program 1

1. 实现一个 linux 应用程序 A，显示当前目录下的文件名。

#include <dirent.h>
#include <stdio.h>

int main() {
   
   
    DIR *dir = opendir(".");
    struct dirent *entry;
    while ((entry = readdir(dir))) {
   
   
        printf("%s\n", entry->d_name);
    }
    return 0;
}

Program 2

2. 实现一个 Linux 应用程序 B，能打印出调用栈链信息。

（前置知识：C 语言中内联汇编语句 asm 的用法）

这里在 x86_64 环境下运行。我们直接内联汇编命令，将栈底指针寄存器 rbp 取出来，并不断根据寄存器的内容追溯上一个栈帧的 rbp。（注意我们是 64 位环境，所以最好使用 64 位的 rbp 而不是 ebp）
需要注意的是，根据实践，第一个栈帧的 rbp 指向的是 0x1 而不是 0x0。while 循环何时停止需要根据此判断。
编写输出栈信息的函数如下：

void print_call_stack_info() {
   
   
    unsigned long long stack_ptr;
    asm ("mov %%rbp, %0" : "=r" (stack_ptr));

    printf("== BEGIN CALL STACK INFO\n");
    while (stack_ptr != 0x1) {
   
   
        printf(" == %p\n", (void*)stack_ptr);
        stack_ptr = *((unsigned long long*)stack_ptr);
    }
    printf("== END CALL STACK INFO\n");
}

递归调用的函数能让我们最直观地体会到栈的变化。编写好如上函数之后，我们来编写一个递归计算阶乘的函数，并让程序计算 5 的阶乘：

int fact(int x){
   
   
    printf("Calling fact(%d)\n", x);
    print_call_stack_info();
    if (x == 0) return 1;
    return fact(x-1) * x;
}

int main() {
   
   
    print_call_stack_info();
    printf("5! = %d\n", fact(5));
    return 0;
}