ucore lab5
练习 0 填写已有实验
本实验依赖实验1/2/3/4。请把你做的实验1/2/3/4的代码填入本实验中代码中有“LAB1”/“LAB2”/“LAB3”/“LAB4”的注释相应部分。注意：为了能够正确执行lab5的测试应用程序，可能需对已完成的实验1/2/3/4的代码进行进一步改进。
练习1: 加载应用程序并执行
do_execv函数调用load_icode（位于kern/process/proc.c中）来加载并解析一个处于内存中的ELF执行文件格式的应用程序，建立相应的用户内存空间来放置应用程序的代码段、数据段等，且要设置好proc_struct结构中的成员变量trapframe中的内容，确保在执行此进程后，能够从应用程序设定的起始执行地址开始执行。需设置正确的trapframe内容。
实现过程
答：load_icode(）函数可以加载处于内存中的ELF文件；主要步骤如下：
调用mm_create()函数来申请进程内存管理结构mm所需的内存空间，并对mm进行初始化；
- 调用setup_pgdir()申请一个页，并把boot_pgdir的内容拷贝到新的页中，最后让mm->pgdir指向此目录页表。
- 根据ELF格式的起始位置来解析ELF格式的程序，调用mm_map将ELF的各个段建立对应的vma结构，并把vma插入到mm结构中。
- 给各个段分配物理内存空间
- 给用户进程设置用户栈
- 给cr3寄存器赋值为mm->pgdir。
- 设置进程的中断帧。（这也是所填的代码）
在设置中断帧时，cs 为USER_CS, ds，ss，es为USER_DS，esp为栈顶，eip为elf文件入口，使能中断。
问题
描述当创建一个用户态进程并加载了应用程序后，CPU是如何让这个应用程序最终在用户态执行起来的。即这个用户态进程被ucore选择占用CPU执行（RUNNING态）到具体执行应用程序第一条指令的整个经过。
答：
在函数load_icode()之后，用户进程的用户环境已经搭建完毕，此时，initproc将按产生系统调用的函数调用路径返回，中断执行iret，将切换到用户进程的第一条语句（根据tf_eip的值）。
练习2: 父进程复制自己的内存空间给子进程
创建子进程的函数do_fork在执行中将拷贝当前进程（即父进程）的用户内存地址空间中的合法内容到新进程中（子进程），完成内存资源的复制。具体是通过copy_range函数（位于kern/mm/pmm.c中）实现的，请补充copy_range的实现，确保能够正确执行。
答：在copy_range时，并不进行复制，只是将pde_t * to赋值为pde_t * from，并将该页的COPY_ON_WRITE位置1（只读），在需要写时会产生缺页错误，此时才将内存中的内容进行复制
练习3: 阅读分析源代码，
理解进程执行 fork/exec/wait/exit 的实现，以及系统调用的实现（不需要编码）
请在实验报告中简要说明你对 fork/exec/wait/exit函数的分析。并回答如下问题：
- 请分析fork/exec/wait/exit在实现中是如何影响进程的执行状态的？
- 请给出ucore中一个用户态进程的执行状态生命周期图（包执行状态，执行状态之间的变换关系，以及产生变换的事件或函数调用）。（字符方式画即可）
执行：make grade。如果所显示的应用程序检测都输出ok，则基本正确。（使用的是qemu-1.0.1）
答：当程序执行fork(),exec(),wait(),exit()函数时，会调用sys_xxxx（）函数，这些函数又会调用syscall（）函数，syscall（）函数嵌入了内联汇编指令，int产生系统调用与中断。
而kernel则会对这些系统调用进行统一的处理。这些函数会产生中断，如果此时current -> need_resched ==1,则会进行调度。
答：进程创建(fork()函数) -> 进程就绪（proc -> state == RUNNABLE）-> 进程执行（schedule()函数) -> 进程退出（do_exit()） -> 进程结束(do_wait()回收kstack和proc_struct)
| (schedule()函数) |
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