MIT6.s081实验记录（一）：gdb调试qemu方法 & lab1
MIT6.s081实验记录（一）：gdb调试qemu方法 & lab1
准备工作
xv6调试
-
在xv6文件夹下
make qemu-gdb启动qemu上的gdbserver。 -
xv6的ISA是riscv，所以我们需要使用riscv的调试器
riscv64-unknown-elf-gdb来调试xv6。使用tmux分屏，在另一窗口中，在相同的xv6文件夹下
riscv64-unknown-elf-gdb再加上要调试的文件名（比如kernel/kernel或者user/_sleep），也可以进入gdb后再输入file user/_[execname]加载可执行文件。 -
可以看到riscv的gdb跑起来了，输入：
(gdb) target remote localhost:26000与qemu中的gdbserver建立连接，不然会提醒你the program is not being run.
现在可以看到以下输出
Remote debugging using localhost:26000 0x0000000000001000 in ?? ()每次都要输入target remote localhost:26000很麻烦，根据提示
我们在用户目录下的.gdbinit文件中添加以下内容即可：
add-auto-load-safe-path /home/bolee/s081/xv6-labs-2020/.gdbinit -
通过
b [linenum]设置断点。gdb在user程序中打断点会出现Cannot access memory at address错误，需要自己在.gdbinit.tmpl-riscv里加一行set riscv use-compressed-breakpoints yes。 -
设置了断点后再输入
c继续，此时gdb窗口会卡住，等待qemu中的相关程序执行 -
在
make qemu-gdb的终端中执行该可执行文件，此时才可以在gdb窗口中开始debug
编译和测试
在编写好程序之后，需要在makefile中把我们写好的sleep.c加进去：
UPROGS=\
$U/_cat\
$U/_echo\
$U/_forktest\
........
$U/_kalloctest\
$U/_bcachetest\
$U/_alloctest\
$U/_bigfile\
$U/_sleep\
make qemu就会将我们加入的程序编译，sleep.c就会被编译成可执行文件_sleep，并保存在xv6的文件系统中，然后就可以在xv6 shell中运行我们写好的程序。
我们可以在user目录下看到我们编译生成的可执行文件，
这些可执行文件的格式为riscv，无法在本地x86的机器上执行，只能在qemu中模拟的riscv环境上运行
运行make grade可以测试我们的程序是否正确。make grade会运行所有的程序，如果只是想针对某一个assignment运行测试，运行
$ ./grade-lab-util sleep
或者
$ make GRADEFLAGS=sleep grade
以上会针对sleep程序进行测试。
sleep
Implement the UNIX program sleep for xv6; your sleep should pause for a user-specified number of ticks. A tick is a notion of time defined by the xv6 kernel, namely the time between two interrupts from the timer chip.
在kernel/sysproc.c 中查看System系统调用的实现，在user/user.h中查看可从用户程序调用的sleep的 C 定义，在user/usys.s中查看从用户代码跳转到内核以进行sleep的汇编代码。
可以使用atoi将传入的字符串转为integer，该函数返回转换后的长整数，如果没有执行有效的转换，则返回零。
#include "../kernel/types.h"
#include "user.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
if(argc != 2){
// 向标准错误中输出错误信息
fprintf(2,"you must input sleep time");
exit(1);
}
// atoi将字符串转为int，再进行系统调用sleep
sleep(atoi(argv[1]));
exit(0);
}
pingpong
编写一个程序，使用 UNIX 系统调用在两个进程之间通过一对管道“ping-pong”一个字节，每个管道一个。 父进程应该向子进程发送一个字节； 子进程应该打印“user/pingpong.c 中。
#include "../kernel/types.h"
#include "user.h"
#define READ_END 0
#define WRITE_END 1
int main(int argc,char *argv[])
{
int p_child[2];
int p_parent[2];
char buf[1];
pipe(p_child);
pipe(p_parent);
// 子进程
if(fork() == 0){
close(p_child[READ_END]);
close(p_parent[WRITE_END]);
read(p_parent[READ_END],buf,1);
printf("%d: received ping\n", getpid());
write(p_child[WRITE_END]," ",1);
close(p_child[WRITE_END]);
close(p_parent[READ_END]);
exit(0);
}else{
// 关闭父进程接收管道的写入端描述符
close(p_child[WRITE_END]);
// 关闭父进程输出管道的接收端描述符
close(p_parent[READ_END]);
write(p_parent[WRITE_END]," ",1);
read(p_child[READ_END],buf,1);
printf("%d: received pong\n", getpid());
close(p_child[READ_END]);
close(p_parent[WRITE_END]);
exit(0);
}
}
primes
使用管道编写并发版本的素数筛
Your goal is to use pipe and fork to set up the pipeline. The first process feeds the numbers 2 through 35 into the pipeline. For each prime number, you will arrange to create one process that reads from its left neighbor over a pipe and writes to its right neighbor over another pipe.
#include "../kernel/types.h"
#include "user.h"
#define MAX_NUM 35
#define READ_END 0
#define WRITE_END 1
void func(int);
int main()
{
int p[2];
pipe(p);
if(fork() == 0){
close(p[WRITE_END]);
func(p[READ_END]);
}else{
// READ_END被传递给下一个进程，
// 在本进程中不再使用，需要关闭
close(p[READ_END]);
for(int i=2;i <= 35;i++){
write(p[WRITE_END],&i,sizeof(int));
}
// 向管道中的输入结束，WRITE_END在本进程中不再使用，也需要关闭
close(p[WRITE_END]);
// 等待子进程结束，父进程才能结束
wait(0);
}
exit(0);
}
void func(int read_end){
int p[2];
pipe(p);
int base = 0;
// 如果父进程只有一个数字，就没有数字可以
// 传给子进程，子进程直接结束
if( read(read_end,&base,sizeof(int))==0)
exit(0);
// 否则该数字就是筛选出的素数
printf("prime %d\n",base);
if(fork() == 0){
close(p[WRITE_END]);
func(p[READ_END]);
}else{
close(p[READ_END]);
// 从父进程读取数字，清理后发送给子进程
int temp =0;
while(read(read_end,&temp,sizeof(int))){
if(temp % base!=0){
write(p[WRITE_END],&temp,sizeof(int));
}
}
close(read_end);
close(p[WRITE_END]);
wait(0);
exit(0);
}
}
find
编写一个简单版本的 UNIX 查找程序：查找指定文件夹下符合某个名字的所有文件。实际上使用了深度优先搜索，查找一棵树中的叶结点是否等于目标文件的名字。
对文件系统的更改在 qemu 的运行中持续存在；要获得一个干净的文件系统先运行 make clean清除之前编译的结果， 然后使用 make qemu重新编译
#include "../kernel/types.h"
#include "../kernel/stat.h"
#include "user.h"
#include "../kernel/fs.h"
void find(char*path,char*target_file){
char buf[512],*p;
int fd;
// 为了获取某文件夹的内容，所使用的结构体
struct dirent de;
// 获取某文件或文件夹的信息
struct stat st;
// 如果打不开指定的路径，输出错误信息
if((fd = open(path,0)) < 0){
fprintf(2, "find: cannot open %s\n",path);
return;
}
// 从该目录所指向的inode检索信息
if(fstat(fd, &st) < 0){
fprintf(2, "find: cannot stat %s\n",path);
close(fd);
return;
}
// 遍历该路径下的所有文件或文件夹,判断名字是否与目标文件名字相同
// de.name就是文件的名字
while(read(fd,&de,sizeof(de)) == sizeof(de)){
strcpy(buf,path);
// 此时p指向路径字符串的最后一个字符的下一位置
p = buf+strlen(buf);
// 在路径的最后加上/,再将p向后移动一个位置
*p++ = '/';
if(de.inum == 0){
continue;
}
// 跳过. 和 ..
if(strcmp(de.name,".") == 0 || strcmp(de.name,"..") == 0){
continue;
}
// 当前所遍历的文件/目录的完整路径
memmove(p,de.name,DIRSIZ);
p[DIRSIZ] = 0;
if(stat(buf,&st) < 0){
fprintf(2,"find: cannot stat %s\n",buf);
}
// 如果是文件，那么直接比较
switch(st.type){
case T_FILE:
if(strcmp(target_file,de.name) == 0){
printf("%s\n",buf);
}
break;
case T_DIR:
find(buf,target_file);
}
}
close(fd);
return;
}
int main(int argc,char*argv[])
{
if(argc != 3){
fprintf(2,"We need 3 para");
exit(0);
}
find(argv[1],argv[2]);
exit(0);
}
xargs
编写一个简单版本的 UNIX xargs 程序：从标准输入中读取行并为每一行运行一个命令，将该行作为命令的参数提供。