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2018操作系统专题训练

实验3：实现和测试报告（续）

计53 王润基 2015011279

2018.11.16

实验目标

基于RustOS，参考sv6完成多核实现和优化。

分为以下三个子任务：

1. 实现x86_64和RISCV下的多核启动和通信
2. 拓展线程管理模块，使之支持多核调度
3. 学习sv6进行多核优化

前两个目标在三周前上一次报告时已经完成。

后来经过考虑，发现补全RustOS的文件系统功能，是一件比多核优化更紧迫的任务，而且后者会依赖于前者。

因此，这三周的任务调整为：补全缺失的系统调用，目标能运行用户态shell。

实现过程

修复RV原子操作

• __atomic_compare_exchange_4之前的实现有Bug
• 直接给标准库打补丁，修复了AtomicBool的实现，不用再进行上层workaround

修复RV32多核

• 原来context switch时忘了关中断
• RV32下忘了开启其它核，包括：初始化页表，正确设置新用户进程的sstatus

小的修改

• 开启了RV下串口中断。getchar改为阻塞式。

  当从串口输入字符时，由中断处理程序将其放入全局缓冲区中。

  getchar从缓冲区中获取字符，如果为空则挂起等待。

  空闲时QEMU的CPU占用率保持在10%左右。

• 精简了x86 IDE驱动代码

修改SFS支持多线程

• 基于朱书聪这段时间来对SFS的改进。
• 将全部Rc/RefCell替换为Arc/Mutex。
• 反转INode和Fs的所有权关系。
• 为INode实现Sync/Send，使得它可以定义在全局。

补全文件相关系统调用

• 实现了File对象（对应文件描述符层），简单包装INode对象，并加入权限检查。
• 实现了系统调用read,write,open,close,fstat,dup,getdirentry。可以运行ls程序。
• 实现了用户程序argc/argv。可以向ls传入参数。
• 定义SysError错误类型，并在syscall中使用，简化错误处理代码。
• 在INode接口下实现了Stdin/Stdout，可以作为文件使用了。
• 实现系统调用sys_exec。用户程序sh可以正常运行！

具体分析

• 文件系统部分，Rust总代码量近约1000行，而原版C的代码量有3000行！