调用sleep来实现休眠一定时间 实现在user/sleep.c

需要固定在Makefile文件下加入写好的 (后续就不在提示说明了 都需要添加)
UPROGS=\
    $U/_cat\
    ...
    $U/_zombie\
    $U/_sleep\

使用管道 实现父子进程之间通信
1. 父进程发送数据给子进程
2. 子进程打印 printf("%d: received ping\n", getpid());
3. 子进程发送数据给父进程
4. 父进程打印 printf("%d: received pong\n", getpid());
实现在user/pingpong.c

    int pipe(int pipefd[2]);
    pipefd[0]读端文件描述符 pipefd[1]写端文件描述符

    pid_t fork(void);
    在父进程中返回子进程id
    在子进程中返回0确认自己是子进程
    返回-1表示错误

    int dup(int oldfd);
    成功 新建一个文件描述符 共享文件偏移和文件状态（不包括关闭)
    失败 返回-1

    pid_t getpid(void);
    回调用该函数的进程的进程ID

    ssize_t read(int fd, void buf[.count], size_t count);
    成功 返回count的字节数 遇到文件结尾会提前返回
    失败 返回-1

    ssize_t write(int fd, const void buf[.count], size_t count);
    成功 返回实际写入的字节数 可能小于count（缓冲区溢出等情况）为0表示没写入任何数据
    失败 返回-1

    int printf(const char *restrict format, ...);
    失败 返回一个负数

父进程给子进程发送[2,280]的数字 子进程筛掉并打印质数
实现在user/primes.c

sizeof
返回当前系统所占字节数 如sizeof(int)返回int类型占当前系统的字节数

pid_t wait(int *_Nullable wstatus);
wait(&wstatus)等价于waitpid(-1, &wstatus, 0)
pid = -1 表示等待任意一个子进程

true不是内置的单词 while(true)是错误的 要换while(1)

函数需要先声明在使用
如:
void handle();

int main(int argc, char const *argv[]) {
    handle();
}

void handle() {
}

实现find命令 参考user/ls.c文件
实现在user/find.c

int open(const char *pathname, int flags, .../* mode_t mode */ );
成功 返回一个大于0的文件描述符

int fstat(int fildes, struct stat *buf);
成功：返回0，更新 st_uid、st_gid、st_size 和 st_mode 等字段 buf填充文件状态信息
常用字段 st_ino(文件inode编号) st_size(文件大小)

char *stpcpy(char *restrict dst, const char *restrict src);
将 src 所指向的字符串（包括字符串结束符 '\0'）复制到 dst 所指向的字符数组中

void *memmove(void dest[.n], const void src[.n], size_t n);
函数将 n 个字节从内存区域 src 复制到内存区域 dest

int stat(const char *restrict pathname,struct stat *restrict statbuf);
成功：返回0，statbuf填充有效数据

int strcmp(const char *s1, const char *s2);
0 s1=s2
>0 s1的字典序大于s2
<0 s1的字典序小于s2

struct dirent {
  ushort inum;
  char name[DIRSIZ];
};
目录也是一种特殊的文件 因此固定读dirent大小的文件就是遍历目录了

DIRSIZE默认为14大小 如果文件名超过14的话会截断

参考ls.c 如果文件名称匹配的情况就输出
如果是目录的话 就递归遍历
注意目录的拼接
// 假设path=. 下一级目录是a 则需要变成./a
strcpy(buf, path); // buf -> .
p = buf+strlen(buf);
*p = '/';
p++; // buf -> ./
memmove(p, de.name, DIRSIZ); // buf -> ./a
p[DIRSIZ] = 0; // 保证文件名格式 文件名要求是以\0结尾的

xargs命令的作用就是将标准输入的内容转换为命令行参数
实现在user/xargs.c
find . b | sort
输出
./b

find . b | xargs sort
输出 ./b文件里面的内容排序
相当于sort ./b

使用如下命令当参考 (echo 1 ; echo 2) | xargs echo
输入是按\n分割的
传到标准输入中的内容是1\n2\n

字符的结束符是\0 因此收到1\n需要转成1\0去处理

main函数的argv中 0存储程序的名称 如0=xargs 1=echo
C字符串需要以\0结尾 但标准输入的原始字节流不包含\0 而是使用\n分割
如果输入里面有\n 则是0=\ 1=n 2=\n

增加trace命令 打印进程ID、系统调用名称和返回值(保存在a0)

user/attack.c 中的secret最终分配到了那个页表上

1. 按提示把页表清空部分都注释了
2. 根据页表的分配知道最终使用了那一块

打印pgtbltest进程的前10页和后10页的页表项并解释

va 0x0 pte 0x21FCD85B pa 0x87F36000 perm 0x5B
va 0x1000 pte 0x21FD1417 pa 0x87F45000 perm 0x17
va 0x2000 pte 0x21FD1007 pa 0x87F44000 perm 0x7
va 0x3000 pte 0x21FD40D7 pa 0x87F50000 perm 0xD7
...
va 0xFFFFD000 pte 0x0 pa 0x0 perm 0x0
va 0xFFFFE000 pte 0x21FC8CC7 pa 0x87F23000 perm 0xC7
va 0xFFFFF000 pte 0x2000184B pa 0x80006000 perm 0x4B

va: 虚拟地址 pte: 页表项 pa: 物理地址 perm: 权限位
如条目2
va 0x1000 pte 0x21FD1417 pa 0x87F45000 perm 0x17
0x21FD1417 = PPN(44) + Perm(10) = 0x87F45 + 0x17
0x17 = 00010111
位 0（V）：1 有效
位 1（R）：1 可读
位 2（W）：1 可写
位 3（X）：0 不可作为代码执行
位 4（U）：1 允许用户态访问
位 5（G）：0 非全局
位 6（A）：0 未访问
位 7（D）：0 未修改

调用pid的时候 从用户态调用 进程创建后 映射到USYSCALL (kernel.proc.c proc_pagetable函数)
存储一个usyscall结构体 初始化当前进程的pid (kernel.proc.c allocproc函数)

实现vmprint（kernel.vm.c文件中) 打印va（虚拟地址) pte(页表项) pa(物理地址)

int
exec(char *path, char **argv)
{ ...
  if (p->pid == 1) {
      vmprint(p->pagetable);  // 这会打印 init 进程的页表
  }
  return argc;
  ...
}

| VPN[2] (9 bits) | VPN[1] (9 bits) | VPN[0] (9 bits) | Page Offset (12 bits) |

vpn2（30-38位) vpn1 (21-29位) vpn0 (12-20位)
PXSHIFT宏 输入2输出30 输入1输出21 输入0输出12

实现超级页 大小为2mb

make grade 测试失败的情况和解决方案
1. sbrkmuch失败
需要管理好超级页和普通页的申请和释放情况 主要问题是申请的最新是超级页 然后释放了普通页的处理
目前取巧 选择如下方案
申请超过50个超级页 （避免处理超级页不够的情况）
在sbrk函数上管理使用的超级页和普通页情况
2. 边界条件未考虑 trap了 根据提示处理0xd 0xf

1. Which registers contain arguments to functions? For example, which register holds 13 in main's call to printf?
哪些寄存器包含函数的参数？例如，在 main 函数调用 printf 时，哪个寄存器保存的是 13？ (文件是/user/call.c)

2. Where is the call to function f in the assembly code for main? Where is the call to g? (Hint: the compiler may inline functions.)
在 main 函数的汇编代码中，对函数 f 的调用在哪里？对函数 g 的调用又在哪里？（提示：编译器可能会内联函数。）

3. At what address is the function printf located?
函数 printf 位于什么地址？

4. What value is in the register ra just after the jalr to printf in main?
在 main 中，紧接着 jalr 到 printf 之后，寄存器 ra 中的值是什么？

make fs.img
在生成的./user/call.asm中发现是a2寄存器

# 终端启动一个窗口A
make qemu-gdb
在一个窗口 直到出现 -gdb tcp::25501 (不一定端口是这个)

终端启动另一个窗口B

# 在本地启动GDB调试器
gdb

# 查看当前工作目录（确认文件路径是否正确）
pwd

# 加载需要调试的目标文件（此处为./user/_call）
file ./user/_call

# 切换到分割窗口布局（同时显示代码和命令行，方便调试）
layout split

# 在main函数入口处设置断点
b main

# 在窗口A运行
call

# 运行程序（程序会执行到main函数的断点处暂停）
c

# 查看./user/call.asm
b *0x34
c

# 执行当前汇编指令 如果是函数调用则会进入函数内部(不进入函数内部的话是ni) 单步执行汇编指令（Step Instruction）
si

# 查看当前寄存器的值情况
info r
可以观察到 a2 0xd 13 (问题1答案)

观察call.asm 发现没有显示 被内联了 （问题2答案)
可以取消内联 在makefile文件里面添加 -fno-inline
CFLAGS = -Wall -Werror -O -fno-inline -fno-omit-frame-pointer -ggdb -gdwarf-2
make clean后重新生成
顺序如下 jal	12 <f> -> 调用f函数 -> jal 0 <g> -> g函数

非内联的情况 (问题3答案)
jal	712 <printf>

x/3i 0x712
   0x712 <printf>:	addi	sp,sp,-96
   0x714 <printf+2>:	sd	ra,24(sp)
   0x716 <printf+4>:	sd	s0,16(sp)

i r ra (问题4答案)
    ra             0x46	0x46 <main+32>
最终执行main函数的如下 修改a0的值
46:	4501                	li	a0,0

5. Run the following code.
运行以下代码。
    nsigned int i = 0x00646c72;
	printf("H%x Wo%s", 57616, (char *) &i);
What is the output? Here's an ASCII table that maps bytes to characters.
输出是什么？ ascll表参考 https://www.asciitable.com/

The output depends on that fact that the RISC-V is little-endian. If the RISC-V were instead big-endian what would you set i to in order to yield the same output? Would you need to change 57616 to a different value?
输出取决于 RISC-V 是否采用小端模式。如果 RISC-V 采用大端模式，你会将 i 设置为多少才能得到相同的输出？ 你需要改变 57616 为不同的值？

0x64=d 0x6c=l 0x72=r 输出hello world 0x00是c字符串的结尾
大端的话 换一下位置 726c4600

6. In the following code, what is going to be printed after 'y='? (note: the answer is not a specific value.) Why does this happen?
在下面的代码中，打印的内容 'y=' ?（注意：答案不是一个具体的值。）为什么這樣會發生嗎？

printf("x=%d y=%d", 3);
y后面的值是获取的a2 这里没有指定的话 就未知了
c99标准里面说明是未定义的 如下文档 274页
If there are insufficient arguments for the format, the behavior is undefined.

在 kernel/printf.c 中实现backtrace()函数 (打印函数调用栈的地址 从当前栈打印到第一个栈)

+----------------------+  <-- 高地址
|  第7个及以后的参数    |  [rbp + 16]  (前6个参数通过寄存器传递)
|  (如果有更多参数)     |  [rbp + 24], [rbp + 32], ...
+----------------------+ [fp] 当前的
|  Return Address      |  [rbp + 8]   (函数返回后要执行的下一条指令地址)
+----------------------+
|  To Prev. Frame (fp) |  [rbp]       (指向上一个栈帧的fp，即旧rbp值)
+----------------------+
|  Saved Registers     |  [rbp - 8]   (如%rbx的值)
|                      |  [rbp - 16]  (如%rbp的值)
|                      |  [rbp - 24]  (如%r12的值)
|                      |  [rbp - 32]  (如%r13的值)
|                      |  [rbp - 40]  (如%r14的值)
|                      |  [rbp - 48]  (如%r15的值)
+----------------------+
|  Local Variables     |  [rbp - 56]  (第一个局部变量，如int a)
|                      |  [rbp - 64]  (第二个局部变量，如char b[8])
+----------------------+
|  临时空间/缓冲区      |  [rbp - 72]  (如表达式计算的临时数据)
|                      |  [rbp - 80]  (如函数调用的临时参数)
+----------------------+  <-- 低地址（栈顶，由rsp指针指向）

$ bttest
backtrace:
0x0000000080001df6
0x0000000080001ca8
0x0000000080001a32

% riscv64-unknown-elf-addr2line -e kernel/kernel
0x0000000080001df6
/Users/GolandProjects/me/xv6-labs-2024/kernel/sysproc.c:71
0x0000000080001ca8
/Users/GolandProjects/me/xv6-labs-2024/kernel/syscall.c:141 (discriminator 1)
0x0000000080001a32
/Users/GolandProjects/me/xv6-labs-2024/kernel/trap.c:76

添加功能 让进程使用CPU时间定期执行函数

trap有三种情况
1. 执行了系统调用的函数 如write
2. 程序出现了异常 如除0 缺页等
3. 设备触发了中断 如键盘上敲击
xv6-riscv 中 devintr()的返回值
0：未识别或未处理的中断/异常（not recognized）。这通常表示发生了异常（如页故障、非法指令）或其他不支持的中断
1：成功处理了外部设备中断（other device 通过 PLIC（Platform-Level Interrupt Controller）查询中断源（如UART或VirtIO磁盘
2：成功处理了定时器中断（timer interrupt）这允许上层函数（如 usertrap()）知道需要调用 yield() 进行进程切换，实现时间片轮转

https://github.com/mit-pdos/xv6-riscv/blob/riscv/kernel/trap.c

在 xv6 内核中实现cow(写时复制) fork 如果修改后的内核能够成功执行 cowtest 和 usertests -q 程序 则任务完成

# 父进程 VA → PA 映射          # 子进程 VA → PA 映射          # 物理内存（PA）
+------------------------+   +------------------------+   +------------------------+
| 数据段页1              |   | 数据段页1              |   | 数据段页1              |
| VA:0x0002000 → PA:0x1001000| VA:0x0002000 → PA:0x1001000| PA:0x1001000 [共享 计数为2]  |
+------------------------+   +------------------------+   +------------------------+

1，如子进程需要这个物理内存 新申请新内存给子进程 并且共享计算-1
+------------------------+   +------------------------+   +------------------------+
| 数据段页1              |   | 数据段页1              |   | 数据段页1              |
| VA:0x0002000 → PA:0x1001000|                          | PA:0x1001000 [共享 计数为1]|
|                           | VA:0x0002000 → PA:0x1001001| PA:0x1001001 [子进程独占 计数为1] -> 申请新内存|
+------------------------+   +------------------------+   +------------------------+

2. 父进程也需要这个物理内存 新申请新内存给父进程 同时计算为0 释放掉
+------------------------+   +------------------------+   +------------------------+
| 数据段页1              |   | 数据段页1              |   | 数据段页1              |
| VA:0x0002000 → PA:0x1001002|                          | PA:0x1001002 [父进程独占 计数为1] -> 申请新内存2|
|                           | VA:0x0002000 → PA:0x1001001| PA:0x1001001 [子进程独占 计数为1] -> 申请新内存|
+------------------------+   +------------------------+   +------------------------+