【操作系统】2 xv6入门实验

本文参考资料：《操作系统原型——xv6 分析与实验深圳大学 SKT 罗秋明》

搭建好xv6环境，可以练习一些外围编程操作，为后续实验做准备。

添加新的应用程序
增加新的系统调用

修改xv6启动提示信息

打开 main.c 程序，将其中的 cprintf()函数打印的启动提示信息“cpu0: starting xv6”修改成你所希望的样子，例如将它修改成图 2-1 所示的样子——标志着自己开始动手修改 xv6 操作系统了。

图 2-1 修改后的启动提示信息

添加新的应用程序

我们先介绍xv6磁盘文件系统是如何生成的，包括2步

生成各个应用程序
将应用程序构成文件系统映像

在Makefile里默认所用.c文件都需要通过默认编译命令生成.o文件。同时对于所有.o文件都将结合$(ULIB)生成可执行文件（_开头文件名），如下代码。

    ULIB = ulib.o usys.o printf.o umalloc.o

    _%: %.o $(ULIB)
        //-N指出data节与text节都是可读可写、不需要在页边界对齐。
        //-e main指出main为运行起始；-Ttext 0指出代码存放在0地址处         
        $(LD) $(LDFLAGS) -N -e main -Ttext 0 -o $@ $^   
        $(OBJDUMP) -S $@ > $*.asm
        $(OBJDUMP) -t $@ | sed '1,/SYMBOL TABLE/d; s/ .* / /; /^$$/d' > $*.sym

而Makefile创建磁盘文件系统代码如下：

    UPROGS=\
        _cat\
        _echo\
        _forktest\
        _grep\
        _init\
        _kill\
        _ln\
        _ls\
        _mkdir\
        _rm\
        _sh\
        _stressfs\
        _usertests\
        _wc\
        _zombie\

    fs.img: mkfs README $(UPROGS)
        //磁盘文件系统fs.img目标依赖于UPROGS变量（包含所有相关可执行文件名）
        //并将他们和README文件一起通过mkfs程序转换成文件系统映像fs.img
        ./mkfs fs.img README $(UPROGS)

添加简单程序

//头文件均存在于目录
#include "types.h"
#include "stat.h"
#include "user.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    printf(1,"This is my own app!\n");    //0:标准输出文件，1:标准输出文件，2:出错文件
    exit();
}

程序需要编写在xv6源码目录下（需要root权限），

同时Makefile中的UPROGS变量需要添加_my-app。执行make。

~~为什么开下虚拟机cpu跟要炸了似的呜呜呜，我承认年轻时不小心只买了主频1.8G但不至于8核还不够用吧啊啊啊啊~~

新增系统调用

摘抄自《操作系统原型——xv6 分析与实验深圳大学 SKT 罗秋明》

如果我们修改了 xv6 的代码，例如增加了调度优先级，那么就需要有设置优先级的系统调用，并且通过应用程序调用该系统调用进行优先级设置。比如，我们希望进程能知道自己所在的处理器编号，这可以通过一个新的系统调用来实现。下面我们先学习如何在应用程序中调用现成的系统调用，然后再学习如何实现上述的新的系统调用。

系统调用示例

#include "types.h"
#include "stat.h"
#include "user.h"

int
main(int argc, char *argv[])
{

    printf(1, "My PID is: %d\n",getpid());
    exit();
}

按照前面的方法修改 Makefile （血泪史得加/）并重新生成 xv6，启动后在 shell 中执行 print-pid 并成功打印进程号。

添加系统调用

由于系统调用涉及较多内容，分散在多个文件中——这包括系统调用号的分配、系统调用的分发代码（依据系统调用号）修改、系统调用功能的编码实现、用户库头文件修改等。另外还涉及验证用的样例程序——用于检验该系统调用的功能。

增加系统调用号

xv6 的系统调用都有一个唯一编号，定义在 syscall.h 中，如错误!未找到引用源。所示。我们可以在 SYS_close 的后面，新加入一行“#define SYS_getcpuid 22”即可，这里的编号 22 可以是其他值——只要不是前面使用过的就好。