MIT6.828 Lab2-3 Sysinfo

一、实验内容

• 添加一个系统调用sysinfo用以收集系统运行时的信息
• sysinfo只用一个参数（struct sysinfo），详见kernel/sysinfo.h
• 使用内核填充struct sysinfo
• 提供了sysinfotest用以测试效果，通过会输出sysinfotest: OK

二、实验过程

2.1 已有的代码

• sysinfotest.c文件部分内容

// 主函数
144 int
145 main(int argc, char *argv[])
146 {
147   printf("sysinfotest: start\n");
148   testcall();
149   testmem();
150   testproc();
151   printf("sysinfotest: OK\n");
152   exit(0);
153 }//testcall()78 void79 testcall() {80   struct sysinfo info;8182   if (sysinfo(&info) < 0) {83     printf("FAIL: sysinfo failed\n");84     exit(1);85   }8687   if (sysinfo((struct sysinfo *) 0xeaeb0b5b00002f5e) !=  0xffffffffffffffff) {88     printf("FAIL: sysinfo succeeded with bad argument\n");89     exit(1);90   }91 }

此文件主要处理struct sysinfo结构体记录的信息，sysinfo的信息由内核进行记录，因此要进行系统调用操作。
在kernel文件中，官方提供了sysinfo.h，未提供sysinfo.c，需要自行编写。

//sysinfo.h
1 struct sysinfo {
2   uint64 freemem;   // amount of free memory (bytes)
3   uint64 nproc;     // number of process
4 };

sysinfo.c需要完成将运行中的系统信息写入sysinfo结构体中，此结构体为内核态结构体，最后还需传递到用户态。
按照官方提示，在kernel/kalloc.c中添加一个函数用以收集剩余内存；在kernel/proc.c中添加函数用以收集进程数量。

2.2 需补充内容

/kernel/kalloc.c修改（剩余内存计算的函数）

 // kernel/kalloc.c86 uint6487 kcollect_free(void)88 {89   acquire(&kmem.lock);9091   uint64 free_bytes = 0;92   struct run *r = kmem.freelist;93   while(r){94     free_bytes += PGSIZE;95     r = r->next;96   }9798   release(&kmem.lock);99   return free_bytes;
100 }

/kernel/proc.c修改（统计进程数量的函数）

在proc.c文件中添加统计进程数量的函数，通过遍历proc[]数组实现

690 // kernel/proc.c
691 int
692 collect_proc_num(void)
693 {
694   int num = 0;
695   struct proc *p;
696   for(p = proc; p < &proc[NPROC]; p++){
697     if(p->state != UNUSED)
698       num++;
699   }
700   return num;
701 } 

/kernel/defs.h修改

要将上述定义的两个函数添加进defs.h中，在/kernel中，内核函数调用defs.h查询需要用的内核函数

11 struct sysinfo;67 uint64     kcollect_free(void);111 int       collect_proc_num(void);

添加/kernel/sysinfo.c文件

  1 // kernel/sysinfo.c2 #include "types.h"3 #include "riscv.h"4 #include "defs.h"5 #include "param.h"6 #include "memlayout.h"7 #include "spinlock.h"8 #include "proc.h"9 #include "sysinfo.h"1011 uint6412 sys_sysinfo(void)13 {14     struct proc *p = myproc();1516     struct sysinfo info;17     uint64 info_addr; // user pointer to struct stat18     argaddr(0, &info_addr);1920     info.freemem = kcollect_free();21     info.nproc = collect_proc_num();2223     // 将struct sysinfo拷贝至用户态24     if(copyout(p->pagetable, info_addr, (char*)&info, sizeof(info)) < 0){25         return -1;26     }27     return 0;28 }

/kernel/syscall.h修改

增加系统调用号

 23 #define SYS_sysinfo 22

/kernel/syscall.c修改

在相应位置增加转换定义

105 extern uint64 sys_sysinfo(void);
131 [SYS_sysinfo]  sys_sysinfo,

/user/user.h修改

增加函数声明

 26 int sysinfo(struct sysinfo *);

/user/usys.pl修改

增加系统调用入口，usys.pl编译后产生usys.S文件，该文件记录了内核函数的入口

 39 entry("sysinfo");

Makefile修改（编译）

在相应位置添加链接和编译内容

//链接
23   $K/sysinfo.o\
//编译
192  $U/_sysinfotest\

三、测试结果

使用测试工具测试

root@QQQ:~/xv6-labs-2023# make GRADEFLAGS=sysinfo grade

输出结果OK

rnel/syscall.o kernel/sysproc.o kernel/sysinfo.o kernel/bio.o kernel/fs.o kernel/log.o kernel/sleeplock.o kernel/file.o kernel/pipe.o kernel/exec.o kernel/sysfile.o kernel/kernelvec.o kernel/plic.o kernel/virtio_disk.o kernel/start.o kernel/console.o kernel/printf.o kernel/uart.o kernel/spinlock.o
riscv64-unknown-elf-objdump -S kernel/kernel > kernel/kernel.asm
riscv64-unknown-elf-objdump -t kernel/kernel | sed '1,/SYMBOL TABLE/d; s/ .* / /; /^$/d' > kernel/kernel.sym
make[1]: Leaving directory '/root/xv6-labs-2023'
== Test sysinfotest == sysinfotest: OK (5.5s)
root@QQQ:~/xv6-labs-2023#