# Speed up system calls

将常用的系统数据保存在用户空间的页表中，这样就不用每次使用系统调用来获取了。lab 中已经定义好了 USYSCALL 的宏和结构体，内容就是一个 pid，可以直接拿来用。

仿照 trapframe 的分配方法，将 usyscall 分配一下：

	static struct proc*
	allocproc(void)
	{
	// ...

	// Allocate a trapframe page.
	if((p->trapframe = (struct trapframe *)kalloc()) == 0){
	freeproc(p);
	release(&p->lock);
	return 0;
	}

	if((p->usyscall = (struct usyscall *)kalloc()) == 0){
	freeproc(p);
	release(&p->lock);
	return 0;
	}
	p->usyscall->pid=p->pid;

	// An empty user page table.
	p->pagetable = proc_pagetable(p);
	if(p->pagetable == 0){
	freeproc(p);
	release(&p->lock);
	return 0;
	}
	// ...
	}

再仿照 trapframe 的映射方法，将 usyscall 映射一下：

	// Create a user page table for a given process, with no user memory,
	// but with trampoline and trapframe pages.
	pagetable_t
	proc_pagetable(struct proc *p)
	{
	// ...

	// map the trapframe page just below the trampoline page, for
	// trampoline.S.
	if(mappages(pagetable, TRAPFRAME, PGSIZE,
	(uint64)(p->trapframe), PTE_R \| PTE_W) < 0){
	uvmunmap(pagetable, TRAMPOLINE, 1, 0);
	uvmfree(pagetable, 0);
	return 0;
	}
	// map the usyscall page just below the trapframe page
	if(mappages(pagetable, USYSCALL, PGSIZE,
	(uint64)(p->usyscall), PTE_R \| PTE_U) < 0){
	uvmunmap(pagetable, TRAMPOLINE, 1, 0);
	uvmunmap(pagetable, TRAPFRAME, 1, 0);
	uvmfree(pagetable, 0);
	return 0;
	}

	return pagetable;
	}

释放页面的操作:

	static void
	freeproc(struct proc *p)
	{
	if(p->trapframe)
	kfree((void*)p->trapframe);
	p->trapframe = 0;
	if(p->usyscall)// 释放 usyscall
	kfree((void *)p->usyscall);
	p->usyscall=0;
	if(p->pagetable)
	proc_freepagetable(p->pagetable, p->sz);// 修改该函数
	p->pagetable = 0;
	p->sz = 0;
	p->pid = 0;
	p->parent = 0;
	p->name[0] = 0;
	p->chan = 0;
	p->killed = 0;
	p->xstate = 0;
	p->state = UNUSED;
	}

	// Free a process's page table, and free the
	// physical memory it refers to.
	void
	proc_freepagetable(pagetable_t pagetable, uint64 sz)
	{
	uvmunmap(pagetable, TRAMPOLINE, 1, 0);
	uvmunmap(pagetable, TRAPFRAME, 1, 0);
	uvmunmap(pagetable, USYSCALL, 1, 0);// 取消 usyscall 的映射
	uvmfree(pagetable, sz);
	}

usyscall 中除了保存 pid，还可以保存通过系统调用获取但没有进行修改的其它变量，例如 uptime () 函数。

# Print a page table

需要理清页表的三级结构，不过 lab 中有现成的函数可以参考，不怎么用思考。

	void vmprint_1(pagetable_t pagetable, uint64 depth){
	if(depth>2) return;
	if(depth==0)
	printf("page table %p\n", pagetable);

	char*buf=prefix[depth];

	// there are 2^9 = 512 PTEs in a page table.
	for(int i = 0; i < 512; i++){
	pte_t pte = pagetable[i];
	if(pte & PTE_V){// 有效的页表项
	// this PTE points to a lower-level page table.
	printf("%s%d: pte %p pa %p\n", buf, i, pte, PTE2PA(pte));
	uint64 child = PTE2PA(pte);
	vmprint_1((pagetable_t)child,depth+1);// 下一层
	}
	}
	}
	void vmprint(pagetable_t pagetable){
	vmprint_1(pagetable,0);// 分两个函数了，因为最好加个递归深度方便实现
	}

检查 PTE 的 PTE_A 标志位是否为 1 即可。

RISCV 的 PTE 结构如下：

在 kernel/risc.v 中声明 PTE_A，位于第 6 位。

#define PTE_A (1L << 6)

然后实现 sys_pgaccess，必须要初始化 bitmask 为 0，因为传入的页面长度不一定是 32！使用已有的 walk 函数，可以获取物理地址，免去对三级页表的层层转换了。

	int
	sys_pgaccess(void)
	{
	uint64 addr,bitmask=0,buf;//init bitmask
	int len;
	argaddr(0,&addr);
	argint(1,&len);
	argaddr(2,&buf);
	if(len>32\|\|len<0) return -1;// 处理的 page 最大为 32 个
	pte_t* pte;
	for(int i=0;i<len;addr+=PGSIZE,i++){
	pte=walk(myproc()->pagetable,addr,0);// 利用 walk 函数
	if(pte==0)
	panic("walk error");
	if(*pte & PTE_A){// 标志位为 1
	bitmask\|=1<<i;// 更新 bitmask
	*pte &= ~PTE_A;// 清除 PTE_A
	}
	}
	copyout(myproc()->pagetable,buf,(char*)&bitmask,sizeof(bitmask));// 拷贝到指定位置返回
	return 0;
	}