实验7 冯文博201308130012.doc

实验七Extension of AddrSpace1、 实验目的 扩展现有的class AddrSpace的实现，使得Nachos可以实现多用户程序，完成系统调用 Exe，使Nachos按页分配内存空间2、 实验环境主机Win7搭载虚拟机VMwave下的Ubuntu 14.04三、实验步骤及调试结果1. 进入test文件夹，编写一个exec.c的源码，然后编译生成一个可执行文件exec.c#include syscall.hintmain()SpaceId pid;pid = Exec(./test/halt.noff);Halt();打开Makefile文件，修改./test/Makefile文件，将exec加入到targets定义中：targets= halt shell matmult sort exec。在./test中重新make生成exec.noff可执行文件执行make命令，生成用户执行文件exec.noff2. 复制usergrog其余文件到lab7-8中3. Nachos原来实现AddressSpace分配的时候没有使用bitmap来寻找空闲页，而是直接的从0号内存空间开始分配，因而需要修改成使用bitmap的find函数分配内存空间在进入addrspace.cc中在头文件中加入#include bitmap.h在构造函数开头加入static BitMap* mbitmap=new BitMap(NumPhysPages);修改/ how big is address space? size = noffH.code.size + noffH.initData.size + noffH.uninitData.size + UserStackSize;为size=divRoundUp(noffH.code.size,PageSize)*PageSize+divRoundUp(noffH.initData.size,PageSize)*PageSize + noffH.uninitData.size + UserStackSize;然后/ first, set up the translation pageTable = new TranslationEntrynumPages; for (i = 0; i Find();pageTablei.valid = TRUE;pageTablei.use = FALSE;pageTablei.dirty = FALSE;pageTablei.readOnly = FALSE; / if the code segment was entirely on / a separate page, we could set its / pages to be read-only 修改if (noffH.code.size 0) DEBUG(a, Initializing code segment, at 0x%x, size %dn, noffH.code.virtualAddr, noffH.code.size); executable-ReadAt(&(machine-mainMemorynoffH.code.virtualAddr),noffH.code.size, noffH.code.inFileAddr);为 if (noffH.code.size 0) DEBUG(a, Initializing code segment, at 0x%x, size %dn, noffH.code.virtualAddr, noffH.code.size);int numberofPages;numberofPages=divRoundUp(noffH.code.size,PageSize);for(i=0;iReadAt(&(machine-mainMemorypageTablei.physicalPage * PageSize),PageSize,noffH.code.inFileAddr+i*PageSize); 修改 if (noffH.initData.size 0) DEBUG(a, Initializing data segment, at 0x%x, size %dn, noffH.initData.virtualAddr, noffH.initData.size); executable-ReadAt(&(machine-mainMemorynoffH.initData.virtualAddr),noffH.initData.size, noffH.initData.inFileAddr); 为 if (noffH.initData.size 0) DEBUG(a, Initializing data segment, at 0x%x, size %dn, noffH.initData.virtualAddr, noffH.initData.size); executable-ReadAt(&(machine-mainMemorynoffH.initData.virtualAddr),noffH.initData.size, noffH.initData.inFileAddr);int numberofP,firstP;numberofP=divRoundUp(noffH.initData.size,PageSize);firstP=divRoundUp(noffH.initData.virtualAddr,PageSize);for(i=firstP;iReadAt(&(machine-mainMemorypageTablei.physicalPage * PageSize),PageSize,noffH.initData.inFileAddr+i*PageSize);4. 打开exception.cc在此时，Nachos仅能处理带有SC_HALT代码的系统调用。寄存器$2包含系统调用代码（如果异常是一个系统调用异常）且寄存器$4-$7包含着当系统调用开始处理时的前4个参数。系统调用的返回值，如果有，都将返回$2。对于系统调用Halt的异常处理只是简单的模拟了Interrupt类指向的中断函数Halt()我们需要实现Nachos的系统调用，采用的是触发异常中断的，在userprog/exception.cc，添加SC_Exec和SC_Exit异常添加头文件#include progtest.hvoidExceptionHandler(ExceptionType which) int type = machine-ReadRegister(2); if (which = SyscallException) & (type = SC_Halt) DEBUG(a, Shutdown, initiated by user program.n); interrupt-Halt(); else if(which = SyscallException) & (type = SC_Exec) /系统调用为exec时 int paraddr=machine-ReadRegister(4); /读取参数 char fn40; for(int i=0;iReadMem(paraddr+4*i,4,(int *)(fn+4*i); /进行内存读取，获得名称 StartProcess(fn);/ru开始进程 else if(which=SyscallException) & (type=SC_Exit)interrupt-Halt(); 5. 编写头文件protest.h使他包含prote.cc中的函数#include copyright.h#include system.h#include console.h#include addrspace.h#include synch.h/-/ StartProcess/ Run a user program. Open the executable, load it into/memory, and jump to it./-voidStartProcess(char *filename);static void ReadAvail(_int arg);static void WriteDone(_int arg) ;void ConsoleTest (char *in, char *out);6. 进入lab7-8文件夹，执行make命令7. 执行./nachos x ./test/exec.noff命令加载进来的程序的地址空间没有覆盖原来那个程序的地址空间,使用新的地址空间去执行关机操作Machine halting!实现了一个程序加载另一个程序运行。四、结论分析与体会Nachos之前没有实现按页分配地址空间，物理页和逻辑页地址一致，而且数据段代码段连续分配每当一个新的用户程序建立的时候，虚拟地址和物理地址