Skip to content

Latest commit

 

History

History
97 lines (50 loc) · 8.86 KB

1.md

File metadata and controls

97 lines (50 loc) · 8.86 KB
Raw

Задание 1. Введение в Xv6

Полезная литература

Более подробно разобраться с xv6 поможет книга R. Cox, F. Kaashoek, R. Morris «xv6: a simple, Unix-like teaching operating system» (на английском).

Также, возможно, вам понадобится информация об архитектуре RISC-V, на которой запускается Xv6. Спецификация ISA доступна на официальном сайте.

Часть 1. Pingpong

Прежде чем перейти к основной части курса, познакомимся подробнее с Xv6 и её системными вызовами. Мы попробуем написать немного user-space кода.

Научитесь обмениваться данными между процессами с помощью специальных FIFO-каналов — Unix pipes.

Реализуйте программу user/pingpong.c, которая должна:

  1. Создать пайп.

  2. Создать дочерний процесс.

  3. Отправить сообщение ping из родительского процесса в дочерний.

  4. Прочитать их в дочернем процессе, вывести <child pid>: got <message> и отправить сообщение pong в ответ.

  5. Прочитать ответ в родительском процессе, вывести <parent pid>: got <message>.

Советы для выполнения задания:

  • Вам понадобится несколько системных вызовов — pipe, fork, read, write, getpid. Воспользуйтесь утилитой man, чтобы узнать, что делают эти вызовы и как ими пользоваться — поведение в Xv6 не особо отличается от других Unix-подобных операционных систем.

  • Вместо привычных вам stdlib.h и stdio.h доступна местная стандартная библиотека — user/ulib.c, а также user/printf.c и user/umalloc.c. Посмотрите на другие программы в директории user/, чтобы понять, как ей пользоваться.

  • Добавьте программу в UPROGS в Makefile, чтобы она скомпилировалась.

  • В программах для Xv6 обязательно нужно вызывать exit(0) для выхода.

Часть 2. Dump

В прошлой части ЛР мы использовали системные вызовы, например, pipe и fork.

Задача системных вызовов — дать программам из user-space возможность выполнять привилегированные команды.

Реализуем новый системный вызов dump. Он будет выводить на экран состояние регистров s2—s11 вызывающего процесса.

Чтобы системный вызов был доступен из user-space, добавим в файл user/user.h объявление функции dump, как это сделано для других системных вызовов. В файл user/usys.pl добавьте строку entry("dump") — он отвечает за генерацию ассемблерных инструкций для совершения системного вызова.

Теперь реализуем сам системный вызов. Для этого добавьте функцию dump в файл kernel/proc.c. Текущий процесс можно получить с помощью функции myproc. Структура proc содержит поле trapframe, в котором и находятся значения всех регистров. Избегайте лишней копипасты при выводе регистров. Все регистры в Xv6 64-битные, однако в рамках данного задания для каждого регистра вам нужно вывести лишь младшую 32-битную часть.

Наконец, отредактируйте файлы kernel/syscall.h, kernel/sysproc.c и kernel/syscall.c так, чтобы появилась возможность вызвать dump из user-space. Посмотрите, как реализованы другие вызовы, и сделайте аналогично.

Осталось собрать Xv6. Запустите утилиту user/dumptests.c и сравните фактические значения регистров и результат вашего системного вызова.

  • Функцию dump нужно также определить заголовочном файле в kernel/defs.h.

  • Системный вызов должен возвращать 0 при успешном завершении, и код ошибки в остальных случаях. Наш системный вызов всегда завершается успешно.

  • Если при запуске dumptests выводится сообщение о том, что системный вызов dump не найден, то попробуйте пересобрать Xv6 с нуля.

Часть 3*. Dump2

Мы бы могли использовать системный вызов dump, чтобы написать собственный отладчик. Однако, у него есть два недостатка. Во-первых, он выводит значение регистров на экран, и мы не можем обработать эти значения в user-space. Во-вторых, он позволяет узнать значения регистров только у текущего процесса, что делает невозможным отладку другого процесса. Напишем ещё один системный вызов, чтобы исправить эти недостатки — dump2.

У этого вызова будет три аргумента:

  1. int pid — номер процесса, для которого запрашивается значение регистра

  2. int register_num — номер регистра, число от 2 до 11

  3. uint64 *return_value — адрес, по которому необходимо вернуть значение

Обратите внимание, что в целях безопасности регистры процесса может смотреть только сам процесс и его предки.

В этом системном вызове, в отличие от dump, вам понадобится корректно обрабатывать и возвращать ошибки:

  • Верните -1, если вызвавший процесс не имеет прав смотреть требуемый регистр

  • Верните -2, если процесса с таким идентификатором не существует

  • Верните -3, если передан некорректный номер регистра

  • Верните -4, если не удалось записать данные по переданному адресу

Полезные советы:

  • Аргументы в системные вызовы передаются немного иначе, нежели в обычные функции. Посмотрите на другие системные вызовы, чтобы понять, как получать аргументы из user-space.

  • Вы не можете записать данные по адресу *return_value — это виртуальный адрес в user-space, и использовать его в kernel-space невозможно. Вам поможет функция copyout.

Запустите user/dump2tests.c. Проверка происходит автоматически.

Отправка

В своем форке репозитория поместите изменения в ветку с названием в точности lab-1 и сделайте MR в ветку main.