计算机操作系统实验运行用户态程序Word文件下载.docx
《计算机操作系统实验运行用户态程序Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《计算机操作系统实验运行用户态程序Word文件下载.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
FailedtoParseELFFile!
if((rc=Load_User_Program(exeFileData,exeFileLength,&
exeFormat,command,&
userContext))!
=0)
FailedtoLoadUserProgram!
//在堆分配方式下释放内存并再次初始化exeFileData
Free(exeFileData);
exeFileData=0;
/*开始用户进程,调用Start_User_Thread函数创建一个进程并使其进入准备运行队列*/
process=Start_User_Thread(userContext,false);
if(process!
=0){
KASSERT(process->
refCount==2);
/*返回核心进程的指针*/
*pThread=process;
rc=process->
pid;
//记录当前进程的ID
}
else
rc=ENOMEM;
returnrc;
fail:
//如果新进程创建失败则注销User_Context对象
if(exeFileData!
Free(exeFileData);
//释放内存
if(userContext!
Destroy_User_Context(userContext);
//销毁进程对象
returnrc;
}
-------------------------------------
//切换至用户上下文
voidSwitch_To_User_Context(structKernel_Thread*kthread,structInterrupt_State*state)
staticstructUser_Context*s_currentUserContext;
/*lastusercontextused*/
//externintuserDebug;
structUser_Context*userContext=kthread->
userContext;
KASSERT(!
Interrupts_Enabled());
if(userContext==0){//userContext为0表示此进程为核心态进程就不用切换地址空间
return;
if(userContext!
=s_currentUserContext){
ulong_tesp0;
//if(userDebug)Print("
A[%p]\n"
kthread);
Switch_To_Address_Space(userContext);
//为用户态进程时则切换地址空间
esp0=((ulong_t)kthread->
stackPage)+PAGE_SIZE;
//if(userDebug)
//Print("
S[%lx]\n"
esp0);
/*新进程的核心栈.*/
Set_Kernel_Stack_Pointer(esp0);
//设置内核堆栈指针
/*Newusercontextisactive*/
s_currentUserContext=userContext;
}
==================elf.c====================
intParse_ELF_Executable(char*exeFileData,ulong_texeFileLength,structExe_Format*exeFormat)
inti;
elfHeader*head=(elfHeader*)exeFileData;
programHeader*proHeader=(programHeader*)(exeFileData+head->
phoff);
KASSERT(exeFileData!
=NULL);
KASSERT(exeFileLength>
head->
ehsize+head->
phentsize*head->
phnum);
KASSERT(head->
entry%4==0);
exeFormat->
numSegments=head->
phnum;
entryAddr=head->
entry;
for(i=0;
i<
i++)
exeFormat->
segmentList[i].offsetInFile=proHeader->
offset;
segmentList[i].lengthInFile=proHeader->
fileSize;
segmentList[i].startAddress=proHeader->
vaddr;
segmentList[i].sizeInMemory=proHeader->
memSize;
segmentList[i].protFlags=proHeader->
flags;
proHeader++;
return0;
===================userseg.c===================
//需在此文件各函数前增加一个函数,此函数的功能是按给定的大小创建一个用户级进程上下文,具体实现如下:
//函数功能:
按给定的大小创建一个用户级进程上下文
staticstructUser_Context*Create_User_Context(ulong_tsize)
{
structUser_Context*UserContext;
size=Round_Up_To_Page(size);
UserContext=(structUser_Context*)Malloc(sizeof(structUser_Context));
if(UserContext!
UserContext->
memory=Malloc(size);
//为核心态进程
gotofail;
//内存为空
if(0==UserContext->
memory)
memset(UserContext->
memory,'
\0'
size);
size=size;
//以下为用户态进程创建LDT(段描述符表)
//新建一个LDT描述符
ldtDescriptor=Allocate_Segment_Descriptor();
ldtDescriptor)
//初始化段描述符
Init_LDT_Descriptor(UserContext->
ldtDescriptor,UserContext->
ldt,NUM_USER_LDT_ENTRIES);
//新建一个LDT选择子
ldtSelector=Selector(KERNEL_PRIVILEGE,true,Get_Descriptor_Index(UserContext->
ldtDescriptor));
//新建一个文本段描述符
Init_Code_Segment_Descriptor(
&
UserContext->
ldt[0],
(ulong_t)UserContext->
memory,
size/PAGE_SIZE,
USER_PRIVILEGE
);
//新建一个数据段
Init_Data_Segment_Descriptor(
ldt[1],
//新建数据段和文本段选择子
csSelector=Selector(USER_PRIVILEGE,false,0);
dsSelector=Selector(USER_PRIVILEGE,false,1);
//将引用数清0
refCount=0;
returnUserContext;
fail:
=0){
if(UserContext->
memory!
Free(UserContext->
memory);
Free(UserContext);
--------------------------------------------
//摧毁用户上下文
voidDestroy_User_Context(structUser_Context*userContext)
DestroyaUser_Context"
//释放占用的LDT
Free_Segment_Descriptor(userContext->
ldtDescriptor);
userContext->
ldtDescriptor=0;
//释放内存空间
Free(userContext->
memory=0;
//释放userContext本身占用的内存
Free(userContext);
userContext=0;
----------------------------------------------
intLoad_User_Program(char*exeFileData,ulong_texeFileLength,structExe_Format*exeFormat,constchar*command,structUser_Context**pUserContext)
Loadauserexecutableintoausermemoryspaceusingsegmentation"
ulong_tmaxva=0;
//要分配的最大内存空间
unsignednumArgs;
//进程数目
ulong_targBlockSize;
//参数块的大小
ulong_tsize,argBlockAddr;
//参数块地址
//计算用户态进程所需的最大内存空间
for(i=0;
i<
numSegments;
++i){
//elf.h
structExe_Segment*segment=&
exeFormat->
segmentList[i];
ulong_ttopva=segment->
startAddress+segment->
sizeInMemory;
/*FIXME:
rangecheck*/
if(topva>
maxva)
maxva=topva;
Get_Argument_Block_Size(command,&
numArgs,&
argBlockSize);
//获取参数块信息
size=Round_Up_To_Page(maxva)+DEFAULT_USER_STACK_SIZE;
argBlockAddr=size;
size+=argBlockSize;
userContext=Create_User_Context(size);
//按相应大小创建一个进程
if(userContext==0)//如果为核心态进程
return-1;
structExe_Segment*segment=&
//根据段信息将用户程序中的各段内容复制到分配的用户内存空间
memcpy(userContext->
memory+segment->
startAddress,exeFileData+segment->
offsetInFile,segment->
lengthInFile);
//格式化参数块
Format_Argument_Block(userContext->
memory+argBlockAddr,numArgs,argBlockAddr,command);
//初始化数据段,堆栈段及代码段信息
entryAddr=exeFormat->
entryAddr;
argBlockAddr=argBlockAddr;
stackPointerAddr=argBlockAddr;
//将初始化完毕的User_Context赋给*pUserContext
*pUserContext=userContext;
//成功
//将用户态的进程复制到内核缓冲区
boolCopy_From_User(void*destInKernel,ulong_tsrcInUser,ulong_tbufSize)
structUser_Context*UserContext=g_currentThread->
//--:
checkifmemoryifvalidated
if(!
Validate_User_Memory(UserContext,srcInUser,bufSize))
returnfalse;
memcpy(destInKernel,UserContext->
memory+srcInUser,bufSize);
returntrue;
-----------------------------------------
//将内核态的进程复制到用户态
boolCopy_To_User(ulong_tdestInUser,void*srcInKernel,ulong_tbufSize)
Validate_User_Memory(UserContext,destInUser,bufSize))
memcpy(UserContext->
memory+destInUser,srcInKernel,bufSize);
----------------------------------------
//切换到用户地址空间
voidSwitch_To_Address_Space(structUser_Context*userContext)
ushort_tldtSelector=userContext->
ldtSelector;
/*SwitchtotheLDTofthenewusercontext*/
__asm____volatile__("
lldt%0"
:
"
a"
(ldtSelector));
=================kthread.c===============
添加头文件#include<
geekos/user.h>
----------------------------------
//创建一个用户进程
/*static*/voidSetup_User_Thread(structKernel_Thread*kthread,structUser_Context*userContext)
ulong_teflags=EFLAGS_IF;
unsignedcsSelector=userContext->
csSelector;
//CS选择子
unsigneddsSelector=userContext->
dsSelector;
//DS选择子
Attach_User_Context(kthread,userContext);
//初始化用户态进程堆栈,使之看上去像刚被中断运行一样
//分别调用Push函数将以下数据压入堆栈
Push(kthread,dsSelector);
//数据选择子
Push(kthread,userContext->
stackPointerAddr);
//堆栈指针
Push(kthread,eflags);
//Eflags
Push(kthread,csSelector);
//文本选择子
entryAddr);
//程序计数器
Push(kthread,0);
//错误代码(0)
//中断号(0)
//初始化通用寄存单元,将ESI用户传递参数块地址
/*eax*/
/*ebx*/
/*edx*/
argBlockAddr);
/*esi*/
/*edi*/
/*ebp*/
//初始化数据段寄存单元
/*ds*/
/*es*/
/*fs*/
/*gs*/
//开始用户进程
structKernel_Thread*Start_User_Thread(structUser_Context*userContext,booldetached)
structKernel_Thread*kthread=Create_Thread(PRIORITY_USER,detached);
if(kthread!
Setup_User_Thread(kthread,userContext);
Make_Runnable_Atomic(kthread);
returnkthread;
================syscall.c=================
//需在此文件别的函数前增加一个函数,函数名为Copy_User_String,它被函数Sys_PrintString调用,具体实现如下:
staticintCopy_User_String(ulong_tuaddr,ulong_tlen,ulong_tmaxLen,char**pStr)
{intrc=0;
char*str;
if(len>
maxLen){//超过最大长度
returnEINVALID;
str=(char*)Malloc(len+1);
//为字符串分配空间
if(0==str){
rc=ENOMEM;
Copy_From_User(str,uaddr,len)){//从用户空间中复制数据
rc=EINVALID;
Free(str);
str[len]='
;
//成功
*pStr=str;
staticintSys_Exit(structInterrupt_State*st