引言

本章导读

注解

基于github classroom的开发方式

基于github classroom，可方便建立开发用的git repository，并可基于github的 codespace （在线版ubuntu +vscode）在线开发使用。整个开发环境仅仅需要一个网络浏览器。

  1. 在网络浏览器中用自己的 github id 登录 github.com

  2. 接收 第三个实验(os5)的github classroom在线邀请 ，根据提示一路选择OK即可。

  3. 完成第二步后，你的第三个实验的 github repository 会被自动建立好，点击此github repository的链接，就可看到你要完成的第一个实验了。

  4. 在你的第三个实验的网页的中上部可以看到一个醒目的 code 绿色按钮，点击后，可以进一步看到 codespace 标签和醒目的 create codesapce on main 绿色按钮。请点击这个绿色按钮，就可以进入到在线的ubuntu +vscode环境中

  5. 再按照下面的环境安装提示在vscode的 console 中安装配置开发环境：rustc，qemu等工具。注：也可在vscode的 console 中执行 make codespaces_setenv 来自动安装配置开发环境（执行``sudo``需要root权限，仅需要执行一次）。

  6. 在vscode的 console 中执行 make setupclassroom_test5 （该命令仅执行一次）配置githubclassroom 自动评分功能。

  7. 然后就可以基于在线vscode进行开发、运行、提交等完整的实验过程了。

上述的3，4，5步不是必须的，你也可以线下本地开发。

注：如果是本地的ubuntu中建立开发环境，可在shell中执行 make ubuntu_local_setenv 来自动安装配置开发环境（执行``sudo``需要root权限，仅需要执行一次）。

我们将开发一个用户 终端 (Terminal) 或 命令行 (Command Line Application, 俗称 Shell ) ， 形成用户与操作系统进行交互的命令行界面 (Command Line Interface)。

为此，我们要对任务建立新的抽象： 进程 ，并实现若干基于 进程 的强大系统调用。

注解

任务和进程的关系与区别

第三章提到的 任务 是这里提到的 进程 的初级阶段，与任务相比，进程能在运行中创建 子进程 、 用新的 程序 内容覆盖已有的 程序 内容、可管理更多物理或虚拟 资源 。

实践体验

在 qemu 模拟器上运行`lab3(os5)参考框架: <https://github.com/LearningOS/rCore-Tutorial-Code-2022A/tree/main/os5>`_ ：

$ git clone ``gitaddr of github-classroom-build-lab3``
$ cd ``github-classroom-build-lab3``
$ make setupclassroom_test5  //注意：这一步很重要，是用于github classroom自动评测你的工作。这一步只需在首次克隆项目仓库时执行一次，以后一般就不用执行了，除非 .github/workflows/classroom.yml发生了变化。
$ cd os5
$ make run

注解

实验名称 ：实验编号

  • lab0-0 : test1

  • lab0-1：test2

  • lab1：test3

  • lab2：test4

  • lab3：test5

  • lab4：test6

  • lab5：test8

待内核初始化完毕之后，将在屏幕上打印可用的应用列表并进入shell程序：

[rustsbi] RustSBI version 0.2.0-alpha.4
.______       __    __      _______.___________.  _______..______   __
|   _  \     |  |  |  |    /       |           | /       ||   _  \ |  |
|  |_)  |    |  |  |  |   |   (----`---|  |----`|   (----`|  |_)  ||  |
|      /     |  |  |  |    \   \       |  |      \   \    |   _  < |  |
|  |\  \----.|  `--'  |.----)   |      |  |  .----)   |   |  |_)  ||  |
| _| `._____| \______/ |_______/       |__|  |_______/    |______/ |__|

[rustsbi] Implementation: RustSBI-QEMU Version 0.0.1
[rustsbi-dtb] Hart count: cluster0 with 1 cores
[rustsbi] misa: RV64ACDFIMSU
[rustsbi] mideleg: ssoft, stimer, sext (0x222)
[rustsbi] medeleg: ima, ia, bkpt, la, sa, uecall, ipage, lpage, spage (0xb1ab)
[rustsbi] pmp0: 0x80000000 ..= 0x800fffff (rwx)
[rustsbi] pmp1: 0x80000000 ..= 0x807fffff (rwx)
[rustsbi] pmp2: 0x0 ..= 0xffffffffffffff (---)
[rustsbi] enter supervisor 0x80200000
[kernel] Hello, world!
/**** APPS ****
ch2b_bad_address
ch2b_bad_instructions
ch2b_bad_register
ch2b_hello_world
ch2b_power_3
ch2b_power_5
ch2b_power_7
ch3b_sleep
ch3b_sleep1
ch3b_yield0
ch3b_yield1
ch3b_yield2
ch5b_exit
ch5b_forktest
ch5b_forktest2
ch5b_forktest_simple
ch5b_forktree
ch5b_initproc
ch5b_user_shell
**************/
Rust user shell
>>

可以通过输入ch5b开头的应用来测试ch5实现的fork等功能:

>> ch5b_forktest_simple

sys_wait without child process test passed!
parent start, pid = 2!
ready waiting on parent process!
hello child process!
child process pid = 3, exit code = 100
Shell: Process 2 exited with code 0

lab3(os5)参考框架:

 1├── os5
 2   ├── build.rs(修改：基于应用名的应用构建器)
 3   ├── ...
 4   └── src
 5       ├── ...
 6       ├── loader.rs(修改：基于应用名的应用加载器)
 7       ├── main.rs(修改)
 8       ├── mm(修改：为了支持本章的系统调用对此模块做若干增强)
 9       │   ├── address.rs
10       │   ├── frame_allocator.rs
11       │   ├── heap_allocator.rs
12       │   ├── memory_set.rs
13       │   ├── mod.rs
14       │   └── page_table.rs
15       ├── syscall
16       │   ├── fs.rs(修改：新增 sys_read)
17       │   ├── mod.rs(修改：新的系统调用的分发处理)
18       │   └── process.rs（修改：新增 sys_getpid/fork/exec/waitpid）
19       ├── task
20       │   ├── context.rs
21       │   ├── manager.rs(新增：任务管理器，为上一章任务管理器功能的一部分)
22       │   ├── mod.rs(修改：调整原来的接口实现以支持进程)
23       │   ├── pid.rs(新增：进程标识符和内核栈的 Rust 抽象)
24       │   ├── processor.rs(新增：处理器管理结构 ``Processor`` ，为上一章任务管理器功能的一部分)
25       │   ├── switch.rs
26       │   ├── switch.S
27       │   └── task.rs(修改：支持进程机制的任务控制块)
28       └── trap
29           ├── context.rs
30           ├── mod.rs(修改：对于系统调用的实现进行修改以支持进程系统调用)
31           └── trap.S
32
33cloc os
34-------------------------------------------------------------------------------
35Language                     files          blank        comment           code
36-------------------------------------------------------------------------------
37Rust                            29            180            138           2049
38Assembly                         4             20             26            229
39make                             1             11              4             36
40TOML                             1              2              1             13
41-------------------------------------------------------------------------------
42SUM:                            35            213            169           2327
43-------------------------------------------------------------------------------