Nachos系统调用实习报告

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1、系统调用实习报告善良的大姐姐2015.5.319目录一：总体概述3二：任务完成情况3任务完成列表（Y/N）3具体Exercise的完成情况3三：遇到的困难以及解决方法18四：收获及感想19五：对课程的意见和建议19六：参考文献1919一：总体概述自lab4我们完成了虚拟内存的实习，可以运行用户程序之后，我们就考虑加入系统调用。即，用户程序可以通过特定的系统调用，陷入Nachos内核，从而完成特定的目标。本次lab一共要求完成10个系统调用，包括两大部分，文件系统相关——Create，Open，Close，Read，Write；用户程序相关——Exec，Fork，Yield，

2、Join，Exit。需要在阅读和理解源码的基础上，知道系统调用的执行流程，进一步修增源代码，实现新增的系统调用功能。二：任务完成情况任务完成列表（Y/N）Exercise1Exercise2Exercise3Exercise4Exercise5YesYesYesYesYes具体Exercise的完成情况Exercise1：源代码阅读任务：阅读与系统调用相关的源代码，理解系统调用的实现原理。完成情况：1.Syscall.h概述：1)定义了每个系统调用对应的系统调用号2)声明了每个系统调用2.Exception.cc概述：对系统陷入进行处理。1）从machine的2号寄存器读入

3、系统调用号191）执行对应的操作代码（需要自己完成）2）（如果需要）将返回值写回Machine的2号寄存器1.Start.s概述：当用户程序执行一个系统调用的时候，将参数放入2号寄存器，然后跳转到exception.cc执行。以Halt为例：将系统调用号放入2号寄存器2.总结当用户希望执行一条系统调用的时候：1）在用户程序中调用2）当这条语句被OneInstruction函数解析执行时，会判断出这是一条系统调用，转入start.s3）在start.s中找到系统调用对应的入口（可能需要自己增加），将系统调用号放入machine的2号寄存器，并转入exception.cc4）在

4、exception.cc中，读出2号寄存器中的系统调用号，执行对应操作5）必要时，将返回值写回2号寄存器，并注意，将PC前进。6）指令回到用户程序系统调用的下一条继续执行。系统调用完成。为了执行一条系统调用，我们需要完成的部分：第一步：增加需要编译的文件名称。这两个是我新增的1）自己写一个用于测试的用户程序的.c文件，并修改test的Makefile，使得用户程序能够被Nachos系统执行。第二步，增加如何编译的信息。2）因为本次lab需要写的系统调用，在start.s中都已经写好了，因此我们不需要修改。同样，syscall.h中，系统调用号和函数声明也都写好了。（但如果希

5、望自己新增系统调用，这两个文件是需要修改的，修改方式可以参照别的系统调用）3）补充exception.cc，执行对应的系统调用操作。19Exercise2:系统调用实现任务：类比Halt的实现，完成与文件系统相关的系统调用：Create,Open，Close，Write，Read。Syscall.h文件中有这些系统调用基本说明。Exercise3:编写用户程序任务：编写并运行用户程序，调用练习2中所写系统调用，测试其正误。EX2+EX3完成情况：首先，在完成了文件系统的lab之后，为了能够让userprog编译通过，需要修改system.h的makefile，多includ

6、e几个头文件以及声明extern变量。否则，会出现：undefinedreference***这种情况。其次，我们需要在exception.cc中，加入系统调用入口：1.voidCreate(char*name)概述：191）从4号寄存器读入文件名指针2）利用指针，从Machine的mainmemory（内存）中，读出文件名3）用文件名为参数，调用filesystem的create函数，创建文件（默认长度256byte）4）将PC前移：(machine.cc中定义)代码：（从内存中读出文件名部分）测试截图：之后在userprog文件夹下，就出现了a.txt这个文件（因为我是

7、用UNIX的文件系统来做这次lab的）1.OpenFileIdOpen(char*name)概述：1）从4号寄存器读入文件名指针2）利用指针，从Machine的mainmemory（内存）中，读出文件名191）用文件名为参数，调用filesystem的open函数，打开文件，返回OpenFile指针（在Nachos系统中，OpenFile相当于是文件描述符）2）将OpenFile指针写回machine的2号寄存器（machine->WriteRegister(2,(int)openfile)）3）PC前移代码：（O