Make tests public. Rewrite most tests. Add tests.
[pintos-anon] / src / userprog / process.c
index 08e78c683e0024af747573e9fb78e48d63aee4e2..58e81fd173d36c5bb0282f5ef29a05cb71ef8cff 100644 (file)
@@ -21,8 +21,9 @@ static thread_func execute_thread NO_RETURN;
 static bool load (const char *cmdline, void (**eip) (void), void **esp);
 
 /* Starts a new thread running a user program loaded from
-   FILENAME.  The new thread may be scheduled before
-   process_execute() returns.*/
+   FILENAME.  The new thread may be scheduled (and may even exit)
+   before process_execute() returns.  Returns the new process's
+   thread id, or TID_ERROR if the thread cannot be created. */
 tid_t
 process_execute (const char *filename) 
 {
@@ -31,7 +32,7 @@ process_execute (const char *filename)
 
   /* Make a copy of FILENAME.
      Otherwise there's a race between the caller and load(). */
-  fn_copy = palloc_get (0);
+  fn_copy = palloc_get_page (0);
   if (fn_copy == NULL)
     return TID_ERROR;
   strlcpy (fn_copy, filename, PGSIZE);
@@ -39,7 +40,7 @@ process_execute (const char *filename)
   /* Create a new thread to execute FILENAME. */
   tid = thread_create (filename, PRI_DEFAULT, execute_thread, fn_copy);
   if (tid == TID_ERROR)
-    palloc_free (fn_copy); 
+    palloc_free_page (fn_copy); 
   return tid;
 }
 
@@ -54,45 +55,63 @@ execute_thread (void *filename_)
 
   /* Initialize interrupt frame and load executable. */
   memset (&if_, 0, sizeof if_);
-  if_.es = SEL_UDSEG;
-  if_.ds = SEL_UDSEG;
+  if_.gs = if_.fs = if_.es = if_.ds = if_.ss = SEL_UDSEG;
   if_.cs = SEL_UCSEG;
   if_.eflags = FLAG_IF | FLAG_MBS;
-  if_.ss = SEL_UDSEG;
   success = load (filename, &if_.eip, &if_.esp);
 
   /* If load failed, quit. */
-  palloc_free (filename);
+  palloc_free_page (filename);
   if (!success) 
     thread_exit ();
 
-  /* Switch page tables. */
-  process_activate ();
-
   /* Start the user process by simulating a return from an
      interrupt, implemented by intr_exit (in
-     threads/intr-stubs.pl).  Because intr_exit takes all of its
+     threads/intr-stubs.S).  Because intr_exit takes all of its
      arguments on the stack in the form of a `struct intr_frame',
      we just point the stack pointer (%esp) to our stack frame
      and jump to it. */
-  asm ("mov %0, %%esp\n"
-       "jmp intr_exit\n"
-       : /* no outputs */
-       : "g" (&if_));
+  asm ("mov %%esp, %0; jmp intr_exit" :: "g" (&if_));
   NOT_REACHED ();
 }
 
-/* Destroys the user address space in T and frees all of its
-   resources. */
+/* Waits for thread TID to die and returns its exit status.  If
+   it was terminated by the kernel (i.e. killed due to an
+   exception), returns -1.  If TID is invalid or if it was not a
+   child of the calling process, or if process_wait() has already
+   been successfully called for the given TID, returns -1
+   immediately, without waiting.
+
+   This function will be implemented in problem 2-2.  For now, it
+   does nothing. */
+int
+process_wait (tid_t child_tid UNUSED) 
+{
+  return -1;
+}
+
+/* Free the current process's resources. */
 void
-process_destroy (struct thread *t)
+process_exit (void)
 {
-  ASSERT (t != thread_current ());
+  struct thread *cur = thread_current ();
+  uint32_t *pd;
 
-  if (t->pagedir != NULL) 
+  /* Destroy the current process's page directory and switch back
+     to the kernel-only page directory. */
+  pd = cur->pagedir;
+  if (pd != NULL) 
     {
-      pagedir_destroy (t->pagedir);
-      t->pagedir = NULL; 
+      /* Correct ordering here is crucial.  We must set
+         cur->pagedir to NULL before switching page directories,
+         so that a timer interrupt can't switch back to the
+         process page directory.  We must activate the base page
+         directory before destroying the process's page
+         directory, or our active page directory will be one
+         that's been freed (and cleared). */
+      cur->pagedir = NULL;
+      pagedir_activate (NULL);
+      pagedir_destroy (pd);
     }
 }
 
@@ -103,10 +122,11 @@ process_activate (void)
 {
   struct thread *t = thread_current ();
 
-  /* Activate T's page tables. */
+  /* Activate thread's page tables. */
   pagedir_activate (t->pagedir);
 
-  /* Set T's kernel stack for use in processing interrupts. */
+  /* Set thread's kernel stack for use in processing
+     interrupts. */
   tss_set_esp0 ((uint8_t *) t + PGSIZE);
 }
 \f
@@ -176,15 +196,6 @@ struct Elf32_Phdr
 static bool load_segment (struct file *, const struct Elf32_Phdr *);
 static bool setup_stack (void **esp);
 
-/* Aborts loading an executable, with an error message. */
-#define LOAD_ERROR(MSG)                                         \
-        do {                                                    \
-                printf ("load: %s: ", filename);      \
-                printf MSG;                                     \
-                printf ("\n");                                  \
-                goto done;                                     \
-        } while (0)
-
 /* Loads an ELF executable from FILENAME into the current thread.
    Stores the executable's entry point into *EIP
    and its initial stack pointer into *ESP.
@@ -199,32 +210,32 @@ load (const char *filename, void (**eip) (void), void **esp)
   bool success = false;
   int i;
 
-  /* Allocate page directory. */
+  /* Allocate and activate page directory. */
   t->pagedir = pagedir_create ();
-  if (t->pagedir == NULL)
-    LOAD_ERROR (("page directory allocation failed"));
+  if (t->pagedir == NULL) 
+    goto done;
+  process_activate ();
 
   /* Open executable file. */
   file = filesys_open (filename);
-  if (file == NULL)
-    LOAD_ERROR (("open failed"));
+  if (file == NULL) 
+    {
+      printf ("load: %s: open failed\n", filename);
+      goto done; 
+    }
 
   /* Read and verify executable header. */
-  if (file_read (file, &ehdr, sizeof ehdr) != sizeof ehdr) 
-    LOAD_ERROR (("error reading executable header"));
-  if (memcmp (ehdr.e_ident, "\177ELF\1\1\1", 7) != 0)
-    LOAD_ERROR (("file is not ELF"));
-  if (ehdr.e_type != 2)
-    LOAD_ERROR (("ELF file is not an executable"));
-  if (ehdr.e_machine != 3)
-    LOAD_ERROR (("ELF executable is not x86"));
-  if (ehdr.e_version != 1)
-    LOAD_ERROR (("ELF executable hasunknown version %d",
-                 (int) ehdr.e_version));
-  if (ehdr.e_phentsize != sizeof (struct Elf32_Phdr))
-    LOAD_ERROR (("bad ELF program header size"));
-  if (ehdr.e_phnum > 1024)
-    LOAD_ERROR (("too many ELF program headers"));
+  if (file_read (file, &ehdr, sizeof ehdr) != sizeof ehdr
+      || memcmp (ehdr.e_ident, "\177ELF\1\1\1", 7)
+      || ehdr.e_type != 2
+      || ehdr.e_machine != 3
+      || ehdr.e_version != 1
+      || ehdr.e_phentsize != sizeof (struct Elf32_Phdr)
+      || ehdr.e_phnum > 1024) 
+    {
+      printf ("load: %s: error loading executable\n", filename);
+      goto done; 
+    }
 
   /* Read program headers. */
   file_ofs = ehdr.e_phoff;
@@ -232,9 +243,12 @@ load (const char *filename, void (**eip) (void), void **esp)
     {
       struct Elf32_Phdr phdr;
 
+      if (file_ofs < 0 || file_ofs > file_length (file))
+        goto done;
       file_seek (file, file_ofs);
+
       if (file_read (file, &phdr, sizeof phdr) != sizeof phdr)
-        LOAD_ERROR (("error reading program header"));
+        goto done;
       file_ofs += sizeof phdr;
       switch (phdr.p_type) 
         {
@@ -242,17 +256,13 @@ load (const char *filename, void (**eip) (void), void **esp)
         case PT_NOTE:
         case PT_PHDR:
         case PT_STACK:
+        default:
           /* Ignore this segment. */
           break;
         case PT_DYNAMIC:
         case PT_INTERP:
         case PT_SHLIB:
-          /* Reject the executable. */
-          LOAD_ERROR (("unsupported ELF segment type %d\n", phdr.p_type));
-          break;
-        default:
-          printf ("unknown ELF segment type %08x\n", phdr.p_type);
-          break;
+          goto done;
         case PT_LOAD:
           if (!load_segment (file, &phdr))
             goto done;
@@ -302,33 +312,25 @@ load_segment (struct file *file, const struct Elf32_Phdr *phdr)
   /* [ELF1] 2-2 says that p_offset and p_vaddr must be congruent
      modulo PGSIZE. */
   if (phdr->p_offset % PGSIZE != phdr->p_vaddr % PGSIZE) 
-    {
-      printf ("%#08"PE32Ox" and %#08"PE32Ax" not congruent modulo %#x\n",
-              phdr->p_offset, phdr->p_vaddr, (unsigned) PGSIZE);
-      return false; 
-    }
+    return false; 
+
+  /* p_offset must point within file. */
+  if (phdr->p_offset > (Elf32_Off) file_length (file)) 
+    return false;
 
   /* [ELF1] 2-3 says that p_memsz must be at least as big as
      p_filesz. */
   if (phdr->p_memsz < phdr->p_filesz) 
-    {
-      printf ("p_memsz (%08"PE32Wx") < p_filesz (%08"PE32Wx")\n",
-              phdr->p_memsz, phdr->p_filesz);
-      return false; 
-    }
+    return false; 
 
   /* Validate virtual memory region to be mapped.
      The region must both start and end within the user address
-     space range starting at 0 and ending at PHYS_BASE (typically
-     3 GB == 0xc0000000). */
+     space range.  We don't allow mapping page 0.*/
   start = pg_round_down ((void *) phdr->p_vaddr);
   end = pg_round_up ((void *) (phdr->p_vaddr + phdr->p_memsz));
-  if (start >= PHYS_BASE || end >= PHYS_BASE || end < start) 
-    {
-      printf ("bad virtual region %08lx...%08lx\n",
-              (unsigned long) start, (unsigned long) end);
-      return false; 
-    }
+  if (!is_user_vaddr (start) || !is_user_vaddr (end) || end < start
+      || start == 0)
+    return false; 
 
   /* Load the segment page-by-page into memory. */
   filesz_left = phdr->p_filesz + (phdr->p_vaddr & PGMASK);
@@ -339,14 +341,14 @@ load_segment (struct file *file, const struct Elf32_Phdr *phdr)
          file into the page and zero the rest. */
       size_t read_bytes = filesz_left >= PGSIZE ? PGSIZE : filesz_left;
       size_t zero_bytes = PGSIZE - read_bytes;
-      uint8_t *kpage = palloc_get (PAL_USER);
+      uint8_t *kpage = palloc_get_page (PAL_USER);
       if (kpage == NULL)
         return false;
 
       /* Do the reading and zeroing. */
       if (file_read (file, kpage, read_bytes) != (int) read_bytes) 
         {
-          palloc_free (kpage);
+          palloc_free_page (kpage);
           return false; 
         }
       memset (kpage + read_bytes, 0, zero_bytes);
@@ -355,7 +357,7 @@ load_segment (struct file *file, const struct Elf32_Phdr *phdr)
       /* Add the page to the process's address space. */
       if (!install_page (upage, kpage)) 
         {
-          palloc_free (kpage);
+          palloc_free_page (kpage);
           return false; 
         }
     }
@@ -371,18 +373,15 @@ setup_stack (void **esp)
   uint8_t *kpage;
   bool success = false;
 
-  kpage = palloc_get (PAL_USER | PAL_ZERO);
+  kpage = palloc_get_page (PAL_USER | PAL_ZERO);
   if (kpage != NULL) 
     {
       success = install_page (((uint8_t *) PHYS_BASE) - PGSIZE, kpage);
       if (success)
         *esp = PHYS_BASE;
       else
-        palloc_free (kpage);
+        palloc_free_page (kpage);
     }
-  else
-    printf ("failed to allocate process stack\n");
-
   return success;
 }