MIT 6.s081 xv6-lab-2025

环境配置

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sudo apt-get install git build-essential gdb-multiarch qemu-system-misc gcc-riscv64-linux-gnu binutils-riscv64-linux-gnu
  • 然后git仓库，cd 文件 make qemu
  • 这是可能会卡住不动，可能需要补充一下 
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    sudo apt install gcc-riscv64-unknown-elf-gcc

Lab 1 Utilities

Sleep

  • 十分简单的一个实验，提醒的就是关于测试环境的运行，不要在 make qemu 中运行，是在 git 下来那个仓库中运行。
  • 关于 qemu 的退出，注意是先同时按下 Ctrl + A ，然后松开，按下 X。

Sixfive

  • 需要先根据给 kernel 和 User 中的一些文件（比如 stat fstat），先学会如何打开和读写文件。（得看之前在sleep 中提示的一些文件）
  • 记得看看他们 include 的文件，可以跳转看看，你会得到一些帮助（AI 很有用）
  • 网络上也可以查找一些有关读写文件的函数，他们也很有用。
  • Sixfive 的简单来说是从-./这些字符中提取数字。
  • 你可以使用一个缓冲区存储数字（如果它不是字符的话），逐步遍历从文件中读取的内容（数字的拼凑涉及一些智力游戏）

Memdump

  • 关于 %d %c （或者更多）与 printf 相关的内容，或许你可以问问 AI ，他会给你更多内容，大概会得到想要的。
  • 需要注意的是，给你的内容不一定需要完全照搬，可能你需要一些调整（比如，你看看他给的 uint 定义）
  • 注意 char * data 的相关用法，你可以一些简单的方法得到其中的数据并解析出来。

Find 

  • 注意他给你的关于要读东西提示，大概率能获得一些东西。
  • 利用好 User 中的一些函数，他们会给出帮助。
  • 如果你完成了Sixfive ，你会有一些想法。
  • 想想递归的操作，想想如何用读出来的文件名字拼凑一个文件目录（ai 可以给出一些想法）
  • 不要忘记字符串的结尾'\0'，它值得注意和判断。

Exec

  • 如果你完成了上述内容，相信你从命令行中读取参数已经是得心应手，你在 find 只需要另加一个函数拆分它们而已，提取你需要的那一部分而已。
  • 注意 Fork 与 Exec 与 Wait 的用法

碎碎念

  • 周末周日两天写完 Lab 1 ，用时 4+3+4 合计 11 小时
  • 先说下我写的时候的整体思路
    • 首先会看提示，如果不明白就问 AI，具体来说，比如 Memdump 中给的示例输出结果，我就是问了 AI，这很有帮助。
    • 然后就是找相关的文件读，找自己需要那些部分的内容，需要用到那些函数，看看整个过程需要那些调用什么，不行还是问 AI
    • 下来阶段就是自己写了，自己写的时候就是经常卡住。我的自己回想了下，大概分为两个方面，一个是==不知道该做些什么==，另一个是==知道该干啥但不会==，解决办法还是问 AI ，一步一步的，不知道思路就让 ==AI 提示思路==，不知道方法就问==如果我想要什么什么该怎么做==
    • 走到这一部分应该可以写出来一个差不多的框架了，剩下时间就是调试了，当然如果你在这里还是可以让 ai 帮你修改。
  • 写的时间并没有很多，在读代码和调试花费的时间最多，我在 find 里面了犯了一个错误，当时想着提示 ls 函数，当时读完看着里面有函数好像用上，救把想着复用了里面的函数，结果最后还是大改了，看了其他人的代码，我的显得更加麻烦了。
  • 我觉得关键不是如何完成这个实验，而从这一个个实验中查找和问 AI的过程更加令人珍贵的，
  • 这里引用一下

Note 对于用户态程序，只需将对应系统调用编号 (SYS_sleep) 存入 a7 寄存器，随后执行 ecall 指令即可进入内核执行 sleep 系统调用。

站在用户的视角，系统调用宛如一个黑匣，只需把对应参数存入对应内存或寄存器，执行 ecall 后便能得到一个我们期望的状态。jyy ：”操作系统中没有任何魔法。” —— 那我们便会有疑问，ecall 后执行了什么代码？ecall 又是如何定位到对应代码？

然而面对庞大的内核代码，一行行的检索代码显然是不优雅的，曾经最为普遍的解决方式大概是阅读 xv6 book —— Chapter 4 Traps and system calls，然而当今更为推荐利用 AI 帮助我们检索代码，例如：

QA: 在 xv6 中，当用户进程执行 ecall 指令（RISC-V 平台）后，处理器会触发一个 陷入（trap），从用户态（U-mode）切换到内核态（S-mode），并执行相应的内核代码。以下是 sleep 系统调用的执行流程： 123balabala… 总结： 整个 sleep 系统调用流程：

  1. 用户进程执行 sleep(n)，触发 ecall。

  2. usertrap() 处理 ecall，调用 syscall()。

  3. syscall() 调用 sys_sleep()，进入 sleep()。

  4. sleep() 使进程睡眠，调用 sched() 进行调度。

  5. 时钟中断 clockintr() 增加 ticks，调用 wakeup() 唤醒进程。

  6. scheduler() 重新调度 sleep 进程，恢复执行。

  • AI 是很好的老师，我们应该会它们。

Lab 2 System calls

Using gdb

  • 教你如何使用 gdb 的教程（不过我不太喜欢用），我在做的时候运行 gdb并没有自动连接 qemu，得 target 一下端口。

Sandbox a command / Sandbox with allowed pathnames

  • 我先说下容易做到的想法，就是直接用 mask &（1 << system calls）进行判断可以了（如果按照他的那些要求把前置工作理顺了
  • 当然，问题显而易见的，整个程序的颗粒度不够，更详细的测试样例就不会通过（比如后续关于访问路径的问题就不能解决）
  • 你需要对这些输入的路径文件进行更详细的判断
  • 我先说下我错误的思路，尽量不要在 open 和 exec 中进行判断路径是否合法（我是这样做了，当但最后还是没有弄明白，但仔细看题目，他好像也不要求在其中更改内容），在 syscall 中初始化的进行判断（记得在 sys_interpose() 完成参数获取），如果是 open 和 exec 类的调用，单独抽出来就行了路径合法判断就行了。
  • 可能需要的某些函数没有（你可能需要手搓一下）

Attack xv6

  • 用最简单的方法就行
  • 注意 sprk 函数的用法和给你 data 数组
  • 撞“页”就是了

碎碎念

  • 本次耗时 3+3+1
  • 说起来也是写了不少公开课了，体感上是题目给的要求更容易读懂了，第一次开始学的时期，“知识的诅咒”总是留在身上，写完了才完完全全清楚了。
  • 快到 11 月份了，时间真是过的飞快，按照之前的计划我应该在 11 月上旬把 lab 写完的，可惜按照现在一周两个的进度是完不成了，转完专业后要补的课太麻烦了，这学期要比正常情况多上4 门，不然时间还是相当充裕的。
  • 计网本来打算在 11 月开的，这下也是遥遥无期了，刷题也是少的可怜，学不完啊，学不完啊
  • 世事悠悠浑未了，年光冉冉今如许