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          發信人: Zellux (null), 信區: Software_06
          標 題: OSLab之中斷處理
          發信站: 日月光華 (2008年08月30日20:15:58 星期六), 站內信件

          1. 準備工作
          在開始分析Support Code之前,先配置下我們的Source Insight,使它能夠支持.s文件的搜索。

          在Options->Document Options->Document Types中選擇x86 Asm Source File,在File fileter中增加一個*.s,變成*.asm;*.inc;*.s 然后在Project->Add and Remove
          Project Files中重新將整個oslab的目錄加入,這樣以后進行文本搜索時.s文件也不會漏掉了。

          2. Source Insight使用
          接下來簡單分析下內核啟動的過程,在瀏覽代碼的過程中可以迅速的掌握Source Insight的使用技巧。

          lib/multiboot /multiboot.s完成了初始化工作,可以看到其中一句call
          EXT(multiboot_main)調用了C函數multiboot_main,使用ctrl+/搜索包含multiboot_main的所有文件,最終base_multiboot_main.c中找到了它的定義。依次進行cpu、內存的初
          始化,然后開啟中斷,跳轉到kernel_main函數,也是Lab1中所要改寫的函數之一。另外
          在這里可以通過ctrl+單擊或者ctrl+=跳轉到相應的函數定義處,很方便。

          3. irq處理初始化工作
          來看下Lab 1的重點之一,irq的處理。跟蹤multiboot_main->base_cpu_setup->base_cp
          u_init->base_irq_init,可以看到這行代碼
          gate_init(base_idt, base_irq_inittab, KERNEL_CS);
          繼續使用ctrl+/找到base_irq_inittab的藏身之處:base_irq_inittab.s

          4. base_irq_inittab.s
          這個匯編文件做了不少重復性工作,方便我們在c語言級別實現各種handler。
          GATE_INITTAB_BEGIN(base_irq_inittab) /* irq處理函數表的起始,還記得jump
          table 嗎? */
          MASTER(0, 0) /* irq0 對應的函數 */


          來看看這個MASTER(0, 0)宏展開后是什么樣子:
          #define MASTER(irq, num) \
          GATE_ENTRY(BASE_IRQ_MASTER_BASE + (num), 0f, ACC_PL_K|ACC_INTR_GATE) ;\
          P2ALIGN(TEXT_ALIGN) ;\
          0: ;\
          pushl $(irq) /* error code = irq vector */ ;\
          pushl $BASE_IRQ_MASTER_BASE + (num) /* trap number */ ;\
          pusha /* save general registers */ ;\
          movl $(irq),%ecx /* irq vector number */ ;\
          movb $1 << num,%dl /* pic mask for this irq */ ;\
          jmp master_ints

          依次push irq號,trap號(0x20+irq號),通用寄存器(eax ecx等)入棧,把irq號保
          存到ecx寄存器,然后跳轉到master_ints,master_ints是所有master interrupts公用
          的代碼。

          跳過master_ints的前幾行,從第七行開始
          /* Acknowledge the interrupt */
          movb $0x20,%al
          outb %al,$0x20

          /* Save the rest of the standard trap frame (oskit/x86/base_trap.h). */
          pushl %ds
          pushl %es
          pushl %fs
          pushl %gs

          /* Load the kernel's segment registers. */
          movw %ss,%dx
          movw %dx,%ds
          movw %dx,%es

          /* Increment the hardware interrupt nesting counter */
          incb EXT(base_irq_nest)

          /* Load the handler vector */
          movl EXT(base_irq_handlers)(,%ecx,4),%esi

          注釋寫得很詳細,首先發送0x20到0x20端口,也就是Lab1文檔上所說的發送INT_CTL_DON
          E到INT_CTL_REG,看來這一步support code已經替我們完成了。接下來保存四個段寄存
          器ds es fs gs,并讀入kernel態的段寄存器信息。

          最后一句很關鍵,把base_irq_handlers + %ecx * 4這個值保存到了esi寄存器中,%ecx
          中保存了irq號,而*4則是一個函數指針的大小,那么base_irq_handlers是什么呢?繼
          續用ctrl+/搜索,可以在base_irq.c中找到這個數組的定義
          unsigned int (*base_irq_handlers[BASE_IRQ_COUNT])(struct trap_state *ts)
          且初始時這個數組的每一項都是base_irq_default_handler

          看來這句匯編代碼的功能是把處理irq對應的函數地址保存到了esi寄存器中。
          為了證實這一點,繼續看base_irq_inittab.s的代碼:
          #else
          /* Call the interrupt handler with the trap frame as a parameter */
          pushl %esp
          call *%esi
          popl %edx
          #endif
          果然,在保存了esp值后,緊接著就調用了esi指向的那個函數。而從那個函數返回后,
          之前在棧上保存的相關信息都被恢復了:

          /* blah blah blah */
          /* Return from the interrupt */
          popl %gs
          popl %fs
          popl %es
          popl %ds
          popa
          addl $4*2,%esp /* Pop trap number and error code */
          iret
          這樣就恢復到了進入這個irq處理單元前的狀態,文檔中所要求的保存通用寄存器這一步
          其實在這里也已經完成了,不需要我們自己寫代碼。

          好了,這樣一分析后,我們要做的事情就很簡單,就是把base_irq_handlers數組中的對
          應項改成相應的handler函數就行了。
          注意index是相應的idt_entry號減去BASE_IRQ_SLAVE_BASE,或者直接使用IRQ號。

          另外這個數組的初始值都是base_irq_default_handler,用ctrl+左鍵跳到這個函數的定
          義,可以看到這個函數只有一句簡單的輸出語句:
          printf("Unexpected interrupt %d\n", ts->err);
          而這就是沒有注冊handler前我們所看到的那句Unexpected interrupt 0的來源了。

          5. struct trap_state *ts
          所有的handler函數的參數都是一個struct trap_state *ts,這個參數是哪來的呢?
          注意call *%esi的前一行
          /* Call the interrupt handler with the trap frame as a parameter */
          pushl %esp
          這里把當前的esp當作指向ts的指針傳給了handler,列一下從esp指向的地址開始的內容
          ,也就是在此之前push入棧的內容:

          pushl $(irq) /* error code = irq vector */ ;\
          pushl $BASE_IRQ_MASTER_BASE + (num) /* trap number */ ;\
          pusha /* save general registers */ ;\
          pushl %ds
          pushl %es
          pushl %fs
          pushl %gs

          再看一下trap_state的定義,你會發現正好和push的順序相反:
          /* Saved segment registers */
          unsigned int gs;
          unsigned int fs;
          unsigned int es;
          unsigned int ds;

          /* PUSHA register state frame */
          unsigned int edi;
          unsigned int esi;
          unsigned int ebp;
          unsigned int cr2; /* we save cr2 over esp for page faults */
          unsigned int ebx;
          unsigned int edx;
          unsigned int ecx;
          unsigned int eax;

          /* Processor trap number, 0-31. */
          unsigned int trapno;

          /* Error code pushed by the processor, 0 if none. */
          unsigned int err;

          而這個定義后面的
          /* Processor state frame */
          unsigned int eip;
          unsigned int cs;
          unsigned int eflags;
          unsigned int esp;
          unsigned int ss;
          則是發生interrupt時硬件自動push的五個數據(參見Understand the Linux Kernel)

          也就是說,ts指針指向的是調用當前handler前的寄存器狀態,也是當前handler結束后
          用來恢復的寄存器狀態,了解這一點對以后的幾個lab幫助很大。

          p.s. 另外提一句和這個lab無關的話,非vm86模式下棧上是不會有v86_es等四個寄存器
          信息的,所以以后根據task_struct指針計算*ts的地址時使用的偏移量不應該是sizeof(
          struct trap_state)

          6. The End
          這樣差不多就把support code中處理interrupt的方法過了一遍(另外還有base_trap_in
          ittab.s,不過和irq的處理很相似)

          了解這些后Lab1就比較簡單了,不需要任何內嵌匯編代碼即可完成。

          posted @ 2008-09-02 11:55 ZelluX 閱讀(647) | 評論 (5)編輯 收藏

               摘要: 美國為什么需要這么多大學生,而中國培育出這么多優秀大學生為什么失業?難道是我們學生程度不夠?難道是我們同學不夠用功?難道是我們同學專業不對口?那我告訴所有讀者,為什么大學生就業難……   閱讀全文

          posted @ 2008-07-28 11:31 ZelluX 閱讀(687) | 評論 (5)編輯 收藏

          用ctags -R或者ctags * -R的時候只能生成當前目錄下的tag,檢查了半天發現原來這個版本的ctags的參數順序只能老老實實的來:ctags -R *

          太囧了,總歸要bs下的,雖說也有那么一點點可能是bash解析參數時的問題,不過我猜問題來源還是這個低版本的ctags = =

          話說我也挺圡的,不習慣用source insight,還是喜歡用vim寫代碼

          posted @ 2008-07-15 10:41 ZelluX 閱讀(553) | 評論 (3)編輯 收藏

          沒心思看離散,也不準備堅持看沒有荷蘭的歐洲杯決賽。閑著點好友的Q-Zone,原來Q-Zone首先會判斷你的瀏覽器,如果是Firefox它會重定向到RSS閱讀界面。

          安然在開學后2個月寫的一篇日志,“記憶里的名單”,驚喜的看到有我。也列出了一張屬于我的名單。好,等待時間的遴選。

          “于是想 如果有個妹妹 我要告訴她 好好放肆猖狂 做不可思議的事情 為友情和少年青澀的愛情花心思 做只是喜歡沒有功利目的的事情 這么好的年華 就是用來這樣浪費 和珍惜的~”

          可惜我只保持了四五個月的這種瘋狂,現在依然糾結于功利的選擇。有時候曾想,或許那次失敗更適合我,或許我終將把這么一條平淡無奇的路走到盡頭。“表面強者”,或許還是很有道理的。

          看到fofo的博的文字,“我要去杭州,把所有的事情拋掉,不管后果。這個地方太讓人壓抑,盡管有很玩得來的室友,有很好的足球隊的隊友,可以看很多以前爸媽不讓看的喜歡的書還有過米的比賽,吃的東西也都很習慣,還是會在天氣很好的星期天下午突然想起曾經在冬日的陽光照射下一家人在陽臺上圍著一張桌子吃飯的情景,還是會在一個人騎在去計算機協會的路上很難過地想著再也不會有那么四個或者五個人在一起吃完小炒放肆地在鋪滿夕陽的校園小路上勾肩搭背地行走了,還是會在一百多個人的課堂上懷念起那些艱苦卻簡單的日子里所有的笑聲,還是會在網吧包夜的時候想起初中時捏著飯錢偷偷摸摸地去電腦房玩星際……想找找朋友們,調整一下自己的心情。”

          真的找不回來了。在寫這篇博文時也找不到以前寫字的感覺了。

          明天離散考試,某個記錄或許將要因此打破。

          posted @ 2008-06-30 02:09 ZelluX 閱讀(379) | 評論 (1)編輯 收藏

          不枉我周末練了那么多ZvP

          不過總比分太慘了。。

          posted @ 2008-06-24 00:20 ZelluX 閱讀(411) | 評論 (0)編輯 收藏

               摘要: 一篇關于函數式編程的介紹,在水木Java版引起了熱烈討論。  閱讀全文

          posted @ 2008-06-05 21:10 ZelluX 閱讀(772) | 評論 (1)編輯 收藏

          1. framwork/policies/Singleton.h
          Singleton模式,可以指定相應的線程模型、創建策略和生命期控制策略。
          對于全局范圍的Singleton實例,定義了若干個宏便于訪問,例如
          #define?sLog?MaNGOS::Singleton<Log>::Instance()
          #define?sMaster?MaNGOS::Singleton<Master>::Instance()

          Singleton的定義:


          不知道這里的注釋Prohibited actions...this does not prevent hijacking.是什么意思,copy constructor和hijacking有什么關系呢?

          另外注意這行typedef typename ThreadingModel::Lock Guard;,原來typedef還可以用在函數上。

          Singleton的Instance方法用的是標準的double-checked lock方法,關于DCL可以參考這篇博文http://www.aygfsteel.com/zellux/archive/2008/04/07/191365.html

          2. Explicit Constructors
          game/WorkPacket.h中看到的語法,防止構造函數中參數的隱式轉型
          比如explicit String(int n); 用String('c')聲明時就會報錯

          posted @ 2008-06-03 19:03 ZelluX 閱讀(783) | 評論 (0)編輯 收藏

          一套基于文件系統的安全方案,主要通過隔離運行不可信任的程序、taint記錄、事故恢復。

          我的presentation:
          http://docs.google.com/Presentation?id=dcjk4xx7_473cv5ddgc8

          出于時間考慮沒有提到paper中進程間通信的解決方法

          posted @ 2008-05-28 15:23 ZelluX 閱讀(518) | 評論 (0)編輯 收藏

          水木上有人貼了個有趣的程序

          #include? < stdlib.h >
          #include?
          < stdio.h >

          void ?print_forever( int ?n)
          {
          ????printf(
          " %d\n " ,?n);
          ????print_forever(n?
          + ? 1 );
          }


          int ?main( int ?argc,? char ? * argv[])
          {
          ????print_forever(
          0 );
          ????
          return ? 0 ;
          }


          用gcc -O2編譯運行后會不停地打印從0開始的自然數,注意如果編譯器沒有做優化的話,打印到某個數的時候肯定會發生棧溢出從而程序終止的情況,但這個程序卻能一直運行下去,說明編譯器做了尾遞歸優化。

          用gcc -O2 -S生成這個程序的匯編代碼后證實了這一點。
          .L6:
          ????????movl????
          %ebx,?4(%esp)
          ????????addl????$
          1,?%ebx
          ????????movl????$.LC0,?(
          %esp)
          ????????call????printf
          ????????jmp?????.L6
          print_forever的關鍵部分被優化成了一個n不斷增加的死循環。

          接下來是分析哪個優化選項處理了尾遞歸。

          用O3 O2 O1三個優化強度編譯程序,查看匯編代碼后,發現尾遞歸優化是O2中新增的功能。于是查看O2新開啟的優化開關:
          gcc -c -Q -O1 --help=optimizers > /tmp/O1-opts
          gcc -c -Q -O2 --help=optimizers > /tmp/O2-opts
          diff /tmp/O2-opts /tmp/O1-opts?| grep enabled
          輸出結果:

          經證實是-foptimize-sibling-calls這個選項實現了尾遞歸的優化,具體內容可以參看
          http://gcc.gnu.org./ml/gcc-patches/2000-03/msg00867.html

          posted @ 2008-05-24 02:05 ZelluX 閱讀(2453) | 評論 (1)編輯 收藏

          睡覺去恩

          P.S 點球真不是人看的

          posted @ 2008-05-22 05:44 ZelluX 閱讀(454) | 評論 (0)編輯 收藏

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