pintos project2 无法加载正确运行用户程序.docx

我的系统版本Ubuntu 12.04 AMD64的gcc 4.6.3的。装了pintos 和bochs pintos project1 已经通过。27个test已经通过现在的问题：进入project2 后出现了用户文件加载失败。照网上的一个改法，改了后又出现page fault at c0000008.下面先看一下是怎么遇到问题的。我是照那个英文的官方文档做的：1. 编译example里的文件，这是我们用的用户文件。 wygwyg-pc:$ cd OSstep/pintos8/src/examples/wygwyg-pc:/OSstep/pintos8/src/examples$ make完成后如下：我们要用的是里的echo可执行文件2. 进入src/userprog 文件夹3. 然后make 编译好后在当前目录下出现了build 文件夹4. 进入build文件夹： cd build5. 制作大小为2M的虚拟硬盘：pintos-mkdisk filesys.dsk -filesys-size=2 此时多了一个filesys.dsk，这就是虚拟硬盘了。6. 格式化虚拟硬盘 pintos -f -q出现上图说明成功。7. 复制echo文件到 pintos 的虚拟硬盘filesys.dskpintos -p ././example/echo -a echo - -q执行后出现：说明成功。8. 接下来运行用户文件 pintos run echo为什么不是pintos run echo x呢？因为我们还未实现参数分离功能，这样会把”echo x”当成一个文件名，显然不存在”echo x”这个文件，加载，必然失败。看似成功了，其实不然，当然也有可能成功了，如果你已经成功，那就不必做任何修改。如何验证成功与否，后面会提到。我就在这种失败的情况下写了好久，最后发现，根本没有加载echo文件。9. 打开src/userprog/process.c找到start_process (void *file_name_)函数如下图修改：选中的是要新加的然后make再pintos run echo我是很不幸，出现 load user program failed-_-!唉，program 打错了。只是个输出提示而已。但已经证明的是用户程序echo根本没有加载。 10.于是我百度了下，原来是elf文件有问题。这个echo 是个elf文件，但是其中的入口地址是0x0000000. 而pintos 去不映射0x1000以下的内存，所以失败了。11.找到load函数，经过调试发现是下图中的 if(validate_segment(&phdr, file)失败了，12.所以进入validate_segment(&phdr, file)这个函数，找到问题所在了。原来是if(phdr-p_vaddrPGSIZE)失败了于是我照网上据说，把if(phdr-p_vaddrp_offsetp_vaddr p_offset echo.txt用vi编辑器打开生成的echo.txt文件vim echo.txt仔细观察发现问题了：在08048130:中，开始两行就有问题sub $0x1c,%espmov 0x24(%esp),%eax我也不知道这是干什么。但是0x24-0x1c=8不就是c0000008?现在我们须要知道pintos的用户栈的范围PHYS_BASE=0xC0000000 也就是3G再看看pintos 源代码中设置用户栈的函数在load()函数中有调用，如下图找到setup_stack()函数的实现代码：看这个函数发现，esp被设置成了PHYS_BASE (*esp=PHYS_BASE)也就是说，用户的栈指针esp=0xc0000000当然栈是向下扩展的，把数据压入栈只会让esp减小，不会越界访问大小PHYS_BASE的内存，可是sub $0x1c,%esp /esp=esp-0x1cmov 0x24(%esp),%eax /把内存(esp+0x24)这个地址里的内容装入eax这两句，先把esp 减小0x1c，又要访问esp+0x24内存位置的数据。那esp不就是0xc0000000-0x1c+0x24=0xc0000008了，这就是在用户程序中访问了核心内存，引发了page fault at c0000008.解决方案：既然是这样，那我们在setup_stack()函数中把esp减小8不就OK了?看下图：我减了0x20,只要大于8就行。这样做会不会引发什么问题呢？我也不清楚，在此时：2013年8月25日17：26分我还不清楚，但是后续写代码中如果遇到问题再补充。我的思考：当代码从高优先级ring0到低优先级ring3切换时要切换栈，要复制ring0 的栈里的一部分东西到ring3的栈，此时我们这样做，可能会找不到ring0代码传给ring3代码的参数。16再次make pintos run echo出现了system call! 这里是由于我们没有实现系统调用，而printf函数要调用 write.这个我们要后来实现。17.当然，经过几天的纠结，你可能还是不相信现在就OK了，我这里有一个证明方法：虽然目前在echo中不能使用printf函数;我已经想办法证明了echo这个用户程序已经被运行了。证明方法：我在echo.c中加入了int*t=0xC0000008;*t=3;编译.弄好，运行后：出现了pagefaultat0xC0000008,无权访问这个位置。我又改了*t=0xC0000009，运行后出现pagefaultat0xC0000009;这说明了*t=3;这句运行了，也就是说运行到了echo.c中的代码。我还在调试的时候在syscall_handler()printf(systemcall);/在这句设了断点在gdb中用bt指令看了调用栈，发现，如果在echo.c中有printf函数，的确是在write这个函数中执行了int0x30.而删除了echo.c中所有printf函数，当然echo.c中其实那个main函数已经是空的了，此时在tell这个函数中执行了int0x30;原因尚未搞清楚。不过，每个用户程序结束时都要调用exit这个函数，里面也有int0x30.总之现在可以确定的是，用户程序（echo)已经可以被加载并且执行了。接下来应该可以进入任务了，完成那些系统调用。18.这样的用户程序和main线程是同一优先线，将被交替执行可能出现了用户程序还没运行完而main线程先结束，这就是为什么上而的system call！ 会出现在Execution echo complete之后。当然这是要通过实现process_wait()函数来解决父子进程同步问题。现在我们只要把用户进程优先级改高一些，做个测试。看到，用户进程的优先级被设为了PRI_DEFAULT+1,而main线程的优先级为PRI_DEFAULT还是makepintos run echo看到systmep call!已经在Executing echo和 Execution of echo complete.之间了。-2013年8月25日 今日阅读英文文档，猛然发现3.2 Suggested Order of ImplementationWe suggest first implementing the following, which can happen in parallel: Argument passing (see Section 3.3.3 Argument Passing, page 29). Every user programwill page fault immediately until