Sean's Blog
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NachOS实验之系统调用

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在Ubuntu20.04，Nachos4.1环境下，实现系统调用。还不理解系统调用，只知道实现了从c文件到头文件到汇编指令代码的一步步编写，最后成功实现函数作用。

具体要求：模仿code/test/add.c，阅读并理解其实现过程，实现求乘法，除法、乘方三种系统调用。

修改文件

tips:所有的修改都参考已有的Add函数实现，参考博客(3条消息) Nachos系统调用的实现_零商的博客-CSDN博客_nachos系统调用原理与实现

code/userprog

syscall.h

添加宏定义（老人言：建议函数名取短一点）

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#define SC_Multiplication	43	//added by sean
#define SC_Division	44		//added by sean
#define SC_Power	45		//added by sean

添加函数声明(注意除法的返回为double类型)

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/////////////new add for division,mutiplication and power/////////
int Multiplication(int op1, int op2);
int Power(int op1, int op2);
double Division(int op1, int op2);

ksyscall.h

编写函数内容实现具体功能

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//////////new add function definition////
int SysMultiplication(int op1, int op2){
	return op1*op2;
}

int SysPower(int op1, int op2){
	int x=op1;
	for(int i=1;i<op2;i++){
		op1=op1*x;
	}
	return op1;
}

double SysDivision(int op1, int op2){
	return 1.0*(op1/op2);
}

讲个笑话：我刚提醒注意double类型，就发现自己的函数返回类型是int……仍无法做到返回double类型，只能返回向下取整的数，why？等我学会了再来补充。

exception.cc

通过switch实现对不同指令的响应功能，以及对异常进行处理（注意不同case下的定义不同的result变量，division定义为double），仅贴division这一case，multiplication和power与add只有result不同。

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case SC_Division:
  DEBUG(dbgSys, "Division " << kernel->machine->ReadRegister(4) << " + " << kernel->machine->ReadRegister(5) << "\n");

  double result4;
  result4 = SysDivision(/* int op1 */(int)kernel->machine->ReadRegister(4),
                  /* int op2 */(int)kernel->machine->ReadRegister(5));

  DEBUG(dbgSys, "Division returning with " << result4 << "\n");
  kernel->machine->WriteRegister(2, (double)result4);
  {
    kernel->machine->WriteRegister(PrevPCReg, kernel->machine->ReadRegister(PCReg));
    kernel->machine->WriteRegister(PCReg, kernel->machine->ReadRegister(PCReg) + 4);
    kernel->machine->WriteRegister(NextPCReg, kernel->machine->ReadRegister(PCReg)+4);
  }
  return;
  
  ASSERTNOTREACHED();
  
  break;

code/test

start.s

参照Add新增函数对应的汇编指令代码，注意一段的格式

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	.globl Add
	.ent	Add
Add:
	addiu $2,$0,SC_Add
	syscall
	j 	$31
	.end Add

test.c

测试文件

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#include "syscall.h"
int main(){
	int resAdd,resMul,resPow;
	double resDiv;
	resAdd=Add(2,10);
	resMul=Multiplication(2,10);
	resPow=Power(2,10);
	resDiv=Division(25,10);
	Halt();
}

随便写，也可以随便命名，不过后面的改动也要按照自己的命名来操作。

Makefile

在SOURCE行加入test.c

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SOURCES = add.c halt.c matmult.c shell.c sort.c test.c

编译运行

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#在code/test
make clean
make
#在code/build.linux
make clean
rm -rf nachos
make depend
make	#是否有点眼熟
#在code/test
../build.linux/nachos -x test.noff -d u

计算结果如图：image-20220419210212324

可见division得到的结果并不准确（待解决）

Over

一些error

  • 在test中make遇到error时，可以看看报错信息，可能会提醒在Makefile的哪一行，然后一步步检查，可能

    • 单词拼写错误
    • 缩进错误（建议自己敲，不要CTRLCV）

  • 一个无语的errorcpp not found：检查半天发现是上一次装环境装到一半忘记了，我mips还没解压呢

  • 一个奇怪的error起源于vim编辑时非正常退出产生了swp文件，如何删除参考https://blog.csdn.net/daniaoday/article/details/80398831，经此错误，我更爱记事本和vscode了

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    rm filename.swp	#filename包含了后缀

  • 一个搞笑的error起源于逃课（错误行为请勿模仿），是在最后编译运行时，由于没听课就问室友最后一步是不是gcc编译运行，我也没问清楚，室友们也跟我不在一个频道上（以为我在说make那一步会不会用到gcc）纷纷说就是gcc，我以为的gcc是gcc test.c -o test，然后就一直报错嘛，要不是看了室友的实验报告我差点就要丢脸丢到助教面前了。。

总结

  • 做事尽量一次性完成
  • 不要逃课
  • 记得解决double的问题
  • 下次及时记录（懒：下次一定）