提示：看到的學弟學妹們不要想著copy哈，認真琢磨操作系統是一件非常有意思的事！

目錄

• 實驗題目
• 一、實驗目的、環境
• 二、實驗步驟
• 總結
• • • 1.Nachos是什么？
    • 2.預備知識
    • 3．文件結構分析
    • 4.nachos用戶程序運行流程
    • 4. ExceptionHandler()分析
• 后記

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實驗題目

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提示：以下是本篇文章正文內容，下面步驟僅供參考

一、實驗目的、環境

二、實驗步驟

在/userprog/syscall.h中進行宏定義和函數聲明

在/userprog/ksyscall.h中實現函數的功能

在mipssim.cc可看到nachos執行系統調用的方法是升起異常——調用中斷處理函數。

因此下一步是在/userprog/exception.cc中通過switch實現對不同指令的響應功能，以及對異常進行處理。

此處僅以mul實例

在/test/start.s中補充匯編指令代碼，實現系統調用
我們可以觀察到Add函數的實現是將系統調用類型（type）SC_Add放入了2號寄存器中，然后執行syscall。因此直接模仿改寫。

5.在test文件夾下增加test.c，實現函數調用

修改makefile 使得test.c正確編譯

在/test路徑下清除先前的編譯結果，再make編譯

在/build.linux路徑下make進行全局編譯并運行

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總結

1.Nachos是什么？

Nachos (Not Another Completely Heuristic Operating System)，是一個教學用操作系統，提供了操作系統框架：

線程

中斷

虛擬內存（位圖管理所有物理頁，虛擬地址與物理地址之間的轉換等）

同步與互斥機制（鎖、條件變量、信號量），讀者寫者問題，生產者消費者問題，BARRIER問題等

線程調度（基于優先級可搶占式調度，時間片輪轉算法，FIFO調度）

文件系統

系統調用

機器指令、匯編指令、寄存器
……
Nachos模擬了一個MIPS模擬器，運行用戶程序。

2.預備知識

addiu $2 $0 SC_Write 即0號寄存器的值與SC_Write的調用號相加并存入2號寄存器，其中0號寄存器的值恒為0.

系統傳遞參數＞4：x64匯編傳遞超過4個參數
返回值非整數：可采用指向返回字符串/結構體的指針。

3．文件結構分析

code/userprog/syscall.h：這里定義了Nachos中的系統調用號，以及相應的系統調用接口。Nachos目前共有11種系統調用。

code/userprog/exception.cc：這里定義了異常處理函數。當異常發生的時候，ExceptionHandler函數會被調用。系統調用也是異常的一種，即SyscallException。然后根據從寄存器中讀到的系統調用號，來進行相應的處理。
code/test/start.s：用于輔助Nachos中用戶程序的執行。該文件共有兩個作用，其一是定義程序執行時跳轉到main函數，以及程序執行結束時調用Exit系統調用。另一個作用是，實現了用戶程序的系統調用接口，該接口會將參數放在寄存器中，并跳轉到異常處理函數執行相應的處理。

4.nachos用戶程序運行流程

4. ExceptionHandler()分析

//mul case SC_Mul://終端輸出信息DEBUG(dbgSys, "Mul " << kernel->machine->ReadRegister(4) << " * " << kernel->machine->ReadRegister(5) << "\n");/* Process SysMul Systemcall*/int resultMul;resultMul = SysMul(/* int op1 */(int)kernel->machine->ReadRegister(4),/* int op2 */(int)kernel->machine->ReadRegister(5));DEBUG(dbgSys, "Mul returning with " << resultMul << "\n");/* Prepare Result *///從2號寄存器中取值kernel->machine->WriteRegister(2, (int)resultMul);/* Modify return point */ //即PC+1{/* set previous programm counter (debugging only)*/kernel->machine->WriteRegister(PrevPCReg, kernel->machine->ReadRegister(PCReg));/* set programm counter to next instruction (all Instructions are 4 byte wide)*/kernel->machine->WriteRegister(PCReg, kernel->machine->ReadRegister(PCReg) + 4);/* set next programm counter for brach execution *///注意此時的PC以變成之前的NextPCkernel->machine->WriteRegister(NextPCReg, kernel->machine->ReadRegister(PCReg)+4);}return;ASSERTNOTREACHED();break;

后記

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第一次認真寫博客，希望能堅持。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的操作系统试验-Nachos系统调用实现的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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