6.s081（Fall 2022）Lab2: system calls

前言

好像没啥前言

其他篇章

环境搭建
Lab1:Utilities

参考链接

官网链接
xv6手册链接，这个挺重要的，建议做lab之前最好读一读。
xv6手册中文版，这是几位先辈们的辛勤奉献来的呀！再习惯英文文档阅读我还是更喜欢中文一点，开源无敌！
官方文档

0. 前置准备

很惭愧，以前github用得少，这一步折腾了老半天，我再说一遍我个人的开发流程——先在windows下git一个本地仓库，然后用VS编辑，写完后git push上去，在WSL的对应地方git pull下来，然后编译运行。

前面环境配置中我为了连接到我个人的远程仓库，是直接把原本的远程仓库删了的，然后lab1做完做到lab2发现这个lab整体不是循序渐进的，而是彼此分离的，每个实验需要选择相应的分支，因此就要重新弄一下：

 git remote add base  git://g.csail.mit.edu/xv6-labs-2022git fetch basegit checkout syscallgit push --set-upstream origin syscall

当然，别忘了加.gitignore

1. System call tracing (moderate)

gdb教学我就不说了，看看这个task。

先简单研究一下我们需求的这个trace是干什么的吧，trace顾名思义，tracing，追踪、寻迹的意思，比如ray tracing，就是光线追踪，这个命令接受一个传参mask，内涵是一个掩码，每一位对应一个系统调用的一个序号，比如传入32，代表 32 1<<SYS_read，2147483647 代表追踪所有syscall，具体的这些值定义在了kernel/syscall.h里，我们待会也会写

初步了解之后，就写实现吧，这个task按照hint的步骤来很清晰：

Add $U/_trace to UPROGS in Makefile

首先添加makefile，司空见惯了。

Run make qemu and you will see that the compiler cannot compile user/trace.c, because the user-space stubs for the system call don’t exist yet: 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. Once you fix the compilation issues, run trace 32 grep hello README; it will fail because you haven’t implemented the system call in the kernel yet.

然后说这个时候make，会找不到trace，我们要在用户态user/user.h里加上trace的声明，根据原文 It should take one argument, an integer “mask”, whose bits specify which system calls to trace. 可知，这玩意应该接受一个int，然后返回也是一个int（返回值其实不影响来着）：

然后我们在user/usys.pl下添加这么一行，这里的意思是声明了一个trace系统调用的入口，实际上这一段会为我们在usys.S中生成一段汇编代码。

然后在内核syscall.h中给它注册一个number

Add a sys_trace() function in kernel/sysproc.c that implements the new system call by remembering its argument in a new variable in the proc structure (see kernel/proc.h). The functions to retrieve system call arguments from user space are in kernel/syscall.c, and you can see examples of their use in kernel/sysproc.c.

然后模仿着添加原型？

这里简单解释一下后面这个syscalls数组，可能很多人没有看懂这，首先这是个static的不用说，然后这是个函数指针的数组（我一向很反感那些什么数组指针指针数组混着说的，直接说成装指针的数组不就一目了然了吗），函数返回值为uint64，参数为void，显然是为上面extern的那些函数准备的东西，这些都比较简单，后面的是个小feature了，它本身叫作指派初始化器（Designated Initializers），来自C99，意思就是给方括号里的那一位初始化为右边的值

但是可以看到，C99的指派初始化器的形式是[N] = expr的，中间需要一个等号连接，这里没有，它是来自GCC私货，原文出现在介绍指定初始化器的时候：An alternative syntax for this that has been obsolete since GCC 2.5 but GCC still accepts is to write ‘[index]’ before the element value, with no ‘=’. 意味着大家在自己使用时加个等号是更符合standard的写法。

然后叫我们仿照着kernel/sysproc.c里的其他函数给trace写一个定义进去：

uint64
sys_trace(void)
{return 0;
}

使用argint从寄存器取出用户传入的参数：

  int mask;if (argint(0, &mask) < 0) // 保存用户传入的参数return -1;