操作系统原理作业（四）：xv6 system calls

System call tracing

实验要求

第一部分的主要任务是在进行系统调用时，打印出系统调用的名字和返回值。

实验思路

系统调用函数syscall()在syscall.c文件中，我们只需要修改syscall()函数即可，即在syscall()函数内添加对应的printf语句。

实验代码

void
syscall(void)
{
  int num;

  num = proc->tf->eax;
  if(num > 0 && num < NELEM(syscalls) && syscalls[num]) {
    proc->tf->eax = syscalls[num]();
    switch (num) {
      case SYS_fork:
        cprintf("fork -> ");
        break;
      case SYS_exit:
        cprintf("exit -> ");
        break;
      case SYS_wait:
        cprintf("wait -> ");
        break;
      case SYS_pipe:
        cprintf("pipe -> ");
        break;
      case SYS_read:
        cprintf("read -> ");
        break;
      case SYS_kill:
        cprintf("kill -> ");
        break;
      case SYS_exec:
        cprintf("exec -> ");
        break;
      case SYS_fstat:
        cprintf("fstat -> ");
        break;
      case SYS_chdir:
        cprintf("chdir -> ");
        break;
      case SYS_dup:
        cprintf("dup -> ");
        break;
      case SYS_getpid:
        cprintf("getpid -> ");
        break;
      case SYS_sbrk:
        cprintf("sbrk -> ");
        break;
      case SYS_sleep:
        cprintf("sleep -> ");
        break;
      case SYS_uptime:
        cprintf("uptime -> ");
        break;
      case SYS_open:
        cprintf("open -> ");
        break;
      case SYS_write:
        cprintf("write -> ");
        break;
      case SYS_mknod:
        cprintf("mknod -> ");
        break;
      case SYS_unlink:
        cprintf("unlink -> ");
        break;
      case SYS_link:
        cprintf("link -> ");
        break;
      case SYS_mkdir:
        cprintf("mkdir -> ");
        break;
      case SYS_close:
        cprintf("close -> ");
        break;
      case SYS_date:
        cprintf("date -> ");
        break;
      default:
        panic("should never get here\n");
    }
    cprintf("%d\n", proc->tf->eax);
  } else {
    cprintf("%d %s: unknown sys call %d\n",
            proc->pid, proc->name, num);
    proc->tf->eax = -1;
  }
}

运行结果

Date system call

实验要求

第二部分的主要任务是想xv6系统中添加并实现一个date系统调用，用以输出当前的UTC时间。

实验思路

要实现date系统调用主要是添加系统调用号和添加对应的系统调用函数，具体过程可以仿照uptime系统调用的实现。

实验步骤

使用grep命令筛选出出现uptime字样的文件和文件中所在行号，以便仿照uptime系统调用实现date系统调用：

在syscall.c中添加系统调用函数的外部声明，共有两处地方需要添加：

在syscall.h中添加系统调用号：

在sysproc.c中添加系统调用函数sys_date()的实现：

在user.h中添加用户态函数的定义：

在usys.S中添加用户态函数的实现：

由于我们还需要在用户空间来对内核提供的系统命令进行调用，新建用户程序date.c文件，写入以下代码：

#include "types.h"
#include "user.h"
#include "date.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
  struct rtcdate r;

  if (date(&r)) {
    printf(2, "date failed\n");
    exit();
  }

  // your code to print the time in any format you like...
  printf(2, "The current UTC time:     %d:%d:%d, %d/%d, %d\n", r.hour, r.minute, r.second, r.month, r.day, r.year);
  printf(2, "The current Beijing time: %d:%d:%d, %d/%d, %d\n", r.hour+8, r.minute, r.second, r.month, r.day, r.year);

  exit();
}

运行结果

由于北京时间与UTC时间相差8个小时，因此 输出的北京时间 = UTC时间 + 8小时，与实际情况相符，说明 date 这一系统调用添加成功。