文件介绍

userprog目录下的文件

pintos/src/userprog路径下的12个代码文件（除去.gitignore Makefile Make.vars等仓库和作业配置文件）是这个项目的工作重心，在此一一介绍：

process.c process.h
- 加载ELF可执行文件。
- 创建并执行用户进程。
- 需要完全看懂，需要大量修改。
pagedir.c pagedir.h
- 将虚拟地址映射到物理内存地址。
- 操作页目录，启动页表。
- 可能会调用其中的函数，不要修改。
syscall.c syscall.h
- 每当一个用户进程想要访问某些内核功能时，它都会调用一个系统调用；而这是对于**系统调用(System Call)**的处理器。
- 需要完全看懂，需要大量修改。
exception.c exception.h
- 用户程序的异常处理器。
- 需要看懂，需要修改。
gdt.c gdt.h
- 全局描述符表(Global Descriptor Table)，定义内核段、用户段，并设置段权限。
- 不用看懂，不要修改。
tss.c tss.h
- 任务状态段(Task State Segment)，在用户进程进入中断处理程序时切换栈。
- 不用看懂，不要修改。

更详细的内容请参阅：Background | Pintos

任务要求与执行建议

任务要求

实现用户进程退出机制：在进程终止时打印 "%s: exit(%d)\n" 格式的信息，并实现参数传递，正确构造用户栈以支持 argc 和 argv。
实现安全的用户内存访问机制：支持在系统调用中安全读取和写入用户虚拟地址空间，正确处理非法指针、越界访问和 page fault ，确保内核稳定且无资源泄漏。
在 userprog/syscall.c 中实现系统调用框架，并完成 13 个系统调用（进程控制与文件系统相关），包括 exec/wait 的父子进程同步、文件描述符管理、文件系统加锁及进程资源释放。
实现对正在执行的可执行文件的写保护机制，在进程运行期间调用 file_deny_write() 禁止写入，进程结束时恢复写权限。

详细要求请参考：Your Tasks | Pintos

执行建议

执行顺序

先跑测试，结果应该是 fail 80/80。~~似乎没有跑的意义~~

完成任务1：进程退出信息打印与参数传递；
- 涉及修改的文件：userprog/process.c threads/thread.h（必要时增加字段）
- 主要完成：打印 exit 信息、拆分命令行参数、构造用户栈。

完成任务2：用户内存安全访问机制；
- 涉及修改的文件：userprog/syscall.c userprog/exception.c userprog/pagedir.c（可能）
- 主要完成：安全读取用户栈中的 syscall 参数，处理非法指针与 page fault。

完成任务3：系统调用框架与 13 个系统调用实现；
- 涉及修改的文件：userprog/syscall.c userprog/process.c threads/thread.h threads/thread.c
- 主要完成：实现 halt/exit/exec/wait 及文件系统相关调用，维护父子关系、exit status、文件描述符表，并对文件系统加锁。

完成任务4：可执行文件写保护机制；
- 涉及修改的文件：userprog/process.c
- 主要完成：对正在执行的 executable 调用 file_deny_write()，在进程结束时恢复写权限。

也可以参考：Suggestions | Pintos

代码量参考值

这是官方给出的参考值，单位是行。由于代码不同，这显然不能代表唯一正确答案。在这次的Project 2中，很有可能出现修改其它文件或者并未修改其中几个文件，而运行结果仍然正确的情况。修改越少越精致！

threads/thread.c     |   13 
threads/thread.h     |   26 +
userprog/exception.c |    8 
userprog/process.c   |  247 ++++++++++++++--
userprog/syscall.c   |  468 ++++++++++++++++++++++++++++++-
userprog/syscall.h   |    1 
6 files changed, 725 insertions(+), 38 deletions(-)

如果你也想测试一下，可以在pintos容器内（或Windows的pintos目录下）依次按照以下执行：

安装diffstat：

1
2
3

apt update
apt install diffstat
diffstat --version

版本比较：
1
2
cd ~/pintos
git diff | diffstat

笔者写的代码比官方的标准版本修改多很多，说明笔者代码效率不高。

需要注意的内容

PintOS支持多进程操作，但不支持一个进程有多个线程。
耐心调试，有看不懂的~~不想看的~~可以问AI，这个项目代码应该大部分主流LLM都熟悉。

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