ucore-lab2实验报告

Lab2 实验报告

任务一：根据代码中的提示完成get_pte函数

在一级页表中查找二级页表：pde_t *pdepage=&pgdir[PDX(la)]；

如果二级页表不存在，即：(*pdepage & PTE_P)==0；

再看是否需要创建，如果需要创建，那么申请一页新的物理页：page = alloc_page() 然后设置映射标志：set_page_ref(p, 1)；

清零：uintptr_t pa = KADDR(page2pa(page))；memset(pa, 0, PGSIZE)；

设置用户权限：*pdepage = page2pa(p) | PTE_USER；

如果已经存在了，那么可以直接返回它的物理地址：

return &((pte_t*)KADDR(PDE_ADDR(*pdepage)))[PTX(la)]

任务二：把page_rmovepte函数补全，仔细阅读page_insert函数了解映射过程，以及函数上面的注释来完成这个练习

释放一个二级页表首先要看看它是否还映射到了其他页上，如果有映射，那么就不能释放。这个判断的函数在pmm.h中有定义：

static inline int

page_ref_dec(struct Page *page) {

return atomic_sub_return(&(page->ref), 1);

}

也就是将映射变量减一：page_ref_dec(page)，观察返回值，如果为0，那么就说明pte没有再映射到其他页，可以释放：

if (page_ref_dec(p) == 0)

free_pages(p, 1);

同时每次释放或添加页的时候都要更新一次TLB表：tlb_invalidate(pgdir, la)。

任务三：实现page_pgtable_items函数

根据提示情况可知：table是要查的页表、left---right是需要查找的表项范围、left_store------right_store是连续权限相同的表项的范围、start是开始查找的位置要查找相同选项的页，采取的算法是从start开始从左到右，*left_store = start；

找到第一个有效页(table[start] & PTE_P) ！= 0

然后观察其权限并记录：table[start] & PTE_USER

继续往下找连续的相同权限的页，找到第一个权限不同的页时，以其为右边界(*right_store = start)即可。

任务四：仿照buddy_alloc_pages_sub，实现对应的释放物理页的函数buddy_free_pages_sub

先通过当前页序号找到它的伙伴序号：buddy_idx = page_idx ^ (1 << order); 然后得到伙伴的页地址：struct Page *buddyPage = idx2page(zone_num,buddy_idx); 检查是不是伙伴：if (page_is_buddy(buddy, order, zone_num))

如果存在，就可以回收：nr_free(order) --；

从当前order的链表中去除buddy页：

list_del(&(buddyPage->page_link));

同时还要把以前的属性都去掉：ClearPageProperty(buddyPage);

合并：page_idx = page_idx & buddy_idx;

循环开始回收更大的buddy：order++；

最后得到最大的一个不可再回收的页块，设置它的属性并将此页块加入到相应order大小的链表中：

struct Page *page = idx2page(zone_num, page_idx); // find the latest block page->property = order;

SetPageProperty(page); // set properties

nr_free(order) ++; // set free block count

list_add(&free_list(order), &(page->page_link)); // add to list

任务五：实现page Fault中断处理例程，在trap_dispatch（trap/trap.c）中添加处理page Fault的case；完成do_pgfault(mm/vmm.c)函数

要实现页中断，先要在之前的中断处理函数trap.c中增加一个case T_PGFLT 这个case要实现的功能就是调用pgfault_handler()处理函数

case T_PGFLT:

ret = pgfault_handler(tf);

if (ret != 0)

{ print_trapframe(tf);

panic("handle pgfault failed. %e\n", ret);

}

break;

这个函数调用了do_pgfault()，也就是我们需要完成的函数

处理页中断的时候，其实就是需要分配一页，那么首先要设置这页的权限，如果虚拟地址页可写，那么我们就可以申请一页用户可写权限的页：

if (vma->vm_flags & VM_WRITE)

perm = perm | PTE_W;

但有可能会分配失败，比如分配的时候内存不足，又或者已经mm结构中已经有这页，或者说已经分配出去了，这时候需要返回分配失败：

if(ptep == NULL) // fail if no pte is found

{ ret=-E_NO_MEM;

goto failed;

}

if (*ptep == 0) { // check if pte is not present struct Page *pg = alloc_page(); // alloc page using correct page directory

if(pg == NULL){ // fail if no page is allocated

ret = -E_NO_MEM;

goto failed;

}

if (pg != NULL) {

if (page_insert(mm->pgdir, pg, addr, perm) != 0) {

free_page(pg);

ret= -E_NO_MEM;

goto failed;

}}}

本次实验中开始是在ubuntu12.10中，但会出现以下情况：

表明ucore代码在ubuntu 12.10 版本不能编译成功，编译之后产生的bootblock 大于512字节。最后在red hat虚拟机中运行通过；

实验时需要将之前lab1的代码拷过来才能运行，同时中断处理的时候要把idt_init中T_SYSCALL去掉；

实验过程中会出现某些函数的内联错误导致编译不通过，需将/lib/x86.h中的_memcpy函数和在/lib/list.h中出现的list_add_after函数和list_del函数括号内的always inline关键字去掉