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1 \chapter{CbC インターフェース}
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3 構造図書く(今のcbcxv6と同じか確認してから)
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6 Gears OS では Meta Code Gear で Context から値を取り出し、ノーマルレベルの Code Gear に値を渡す。
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7 しかし、Code Gaer がどの Data Gear の番号に対応するかを指定する必要があったり、 % ぱるすさんコード必要？
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8 ノーマルレベルとメタレベルで見え方が異なる Data Gear を Meta Code Gear によって 調整する必要があったりと、 % みつきさん
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9 メタレベルからノーマルレベルの継続の記述が煩雑になるため、Interface 化をしている。
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10 Interface は Data Gear に対しての操作を行う Code Gear であり、実装は別で定義する。
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11 % Interface で定義した Code Gear に
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14 % Xv6 の書き換えは Interface を用いてモジュール化する。
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15 そうすることで Gears OS の機能を置き換えることできるようになる。
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19 \section{インターフェースの定義}
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20 インターフェースはある Data Gear の定義と、
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21 それに対する操作を行う Code Gear の集合を表現する Meta Data Gear である。
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22 Context では全ての Code Gaer と Data Gear の集合を表現していることに対し、
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23 インターフェースは一部の Code Gear と一部の Data Gear の集合を表現する。
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26 インターフェースを記述することによってノーマルレベルとメタレベルの分離が可能となる。
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28 Paging のインターフェースを記述したコードを ソースコード \ref{interface} に示す。
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30 \lstinputlisting[label=interface, caption={\footnotesize vm のインターフェースの定義(vm.h)}]{./src/vm.h}
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32 1行目ので実装名を定義している。
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33 typedef struct の直後に実装名(vm)を書く。
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36 2行目から19行目で引数の Data Gear 郡を定義している。
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37 初期化された Data Gear がそれぞれの Code Gear の引数として扱われる。
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38 例として、2行目で定義された vm が21行目から32行目までの引数と対応している。
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41 % インターフェースの Code Gear の goto による継続先は基本的に不定となっており、継続元から渡される。
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42 Code Gear は\_\_code CodeGearName () で記述する。
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43 第一引数である Impl* vm が Code Gear の型になる。
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46 \_\_code next(...) の引数 ... は複数の Input Data Gear を持つという意味である。
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47 後述する実装によって条件分岐によって複数の継続先が設定されることがある。
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50 Code Gaer は 20行目から33行目のように "\_\_code [Code Gear名]([引数])"で定義する。
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51 この引数が input Data Gear になる。
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54 % 実装側に書く
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55 % 引数の Data Gear はその Code Gear の Input Data Gear になり、引数の Code Gear の中の引 数が Output Data Gear になる。Code Gear の第一引数には Interface を実装した Data Gear を渡す。これは、Code Gear の操作の対象となる Data Gear を設定し ており、後述する継続構文では引数として記述を行わない。
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58 \section{インターフェースの実装}
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59 インターフェースは Data Gear に対しての Code Gear とその Code Gear で扱われている Data Gear の集合を抽象化した Meta Data Gear で、vm.c に対応する実装は別で定義する。
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62 インターフェースの実装についてソースコード \ref{impl_vm} で示す。
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65 \lstinputlisting[frame=lrbt,label=impl_vm,caption={\footnotesize vm インターフェースの実装}]{./src/vm_impl.cbc}
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67 2行目のようにインターフェースのヘッダーファイルは \#interface で呼び出す。
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70 create\_impl の関数内で、インターフェースを vm で定義し、23行目の vm-$>$void\_ret のようにそれぞれのインターフェースに対応させていく。
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73 CbCは1つ1つの関数の信頼性を保障させるために細かくする必要があるので、for文やif文がある場合はさらに実装を分ける。vm と同じように vm\_impl を定義し、遷移する関数名に対応させていく。分けた実装はさらに別で実装する(vm\_impl\_private.cbc)。
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76 % インターフェースを呼び出す場合は、struct vm* vm = createvm_impl(cbc_context);
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87 \section{インターフェース内の private メソッド}
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88 インターフェースで定義した Code Gear 以外の Code Gaer も記述することができる。
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89 この Code Gear は基本的にインターフェースで指定された Code Gear 内からのみ継続されるため、
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90 Java の private メソッドのように扱われる。
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93 インターフェースと同じようにヘッダーファイルをソースコード \ref{impl_vm_privateh} で定義する。
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96 \lstinputlisting[frame=lrbt,label=impl_vm_privateh,caption={\footnotesize vm private のヘッダーファイル}]{./src/vm_impl_private.h}
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99 private での CbC の記述を vm.c と比べて説明する。
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100 全体の記述量が多いため、if文とfor文のある loaduvm という関数で説明を行う。
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102
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103 \begin{lstlisting}[frame=lrbt,label=vm_loaduvm,caption={\footnotesize vm.c のloaduvm}]
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104 // Return the address of the PTE in page directory that corresponds to
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105 // virtual address va. If alloc!=0, create any required page table pages.
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106 static pte_t* walkpgdir (pde_t *pgdir, const void *va, int alloc)
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107 {
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108 pde_t *pde;
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109 pte_t *pgtab;
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8
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110
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111 // pgdir points to the page directory, get the page direcotry entry (pde)
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112 pde = &pgdir[PDE_IDX(va)];
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113
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114 if (*pde & PE_TYPES) {
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115 pgtab = (pte_t*) p2v(PT_ADDR(*pde));
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116
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117 } else {
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118 if (!alloc || (pgtab = (pte_t*) kpt_alloc()) == 0) {
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119 return 0;
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120 }
|
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121
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|
122 // Make sure all those PTE_P bits are zero.
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123 memset(pgtab, 0, PT_SZ);
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124
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|
125 // The permissions here are overly generous, but they can
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|
126 // be further restricted by the permissions in the page table
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127 // entries, if necessary.
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128 *pde = v2p(pgtab) | UPDE_TYPE;
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129 }
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130
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131 return &pgtab[PTE_IDX(va)];
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132 }
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133
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134 // Load a program segment into pgdir. addr must be page-aligned
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135 // and the pages from addr to addr+sz must already be mapped.
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12
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136 int loaduvm (pde_t *pgdir, char *addr, struct inode *ip, uint offset, uint sz)
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137 {
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138 uint i, pa, n;
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139 pte_t *pte;
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8
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140
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12
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141 if ((uint) addr % PTE_SZ != 0) {
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142 panic("loaduvm: addr must be page aligned");
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143 }
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8
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144
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12
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145 for (i = 0; i < sz; i += PTE_SZ) {
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146 if ((pte = walkpgdir(pgdir, addr + i, 0)) == 0) {
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147 panic("loaduvm: address should exist");
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148 }
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8
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149
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12
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150 pa = PTE_ADDR(*pte);
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8
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151
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12
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152 if (sz - i < PTE_SZ) {
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153 n = sz - i;
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154 } else {
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155 n = PTE_SZ;
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156 }
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8
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157
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12
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158 if (readi(ip, p2v(pa), offset + i, n) != n) {
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|
159 return -1;
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160 }
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161 }
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8
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162
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12
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163 return 0;
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8
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164 }
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165
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166 \end{lstlisting}
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167
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13
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168 vm\_impl.cbc の Code Gear であるloaduvmvm\_impl から goto で loaduvm\_ptesize\_checkvm\_impl に遷移する。
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169 vm.c での最初の if 文までの処理を 1つの Code Gear として loaduvm\_ptesize\_checkvm\_impl に記述する。(3行目~11行目)
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170
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171
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172
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175
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176
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177 \begin{lstlisting}[frame=lrbt,label=impl_vm_loaduvm,caption={\footnotesize privateでの loaduvm の実装}]
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178 #interface "vm_impl.h"
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179
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180 __code loaduvm_ptesize_checkvm_impl(struct vm_impl* vm_impl, __code next(int ret, ...)) {
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181 char* addr = vm_impl->addr;
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182
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183 if ((uint) addr %PTE_SZ != 0) {
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184 // goto panic
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185 }
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186
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|
187 goto loaduvm_loopvm_impl(vm_impl, next(ret, ...));
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188 }
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189
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190 __code loaduvm_loopvm_impl(struct vm_impl* vm_impl, __code next(int ret, ...)) {
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191 uint i = vm_impl->i;
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192 uint sz = vm_impl->sz;
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193
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194 if (i < sz) {
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|
195 goto loaduvm_check_pgdir(vm_impl, next(ret, ...));
|
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196 }
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197
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|
198 goto loaduvm_exit(vm_impl, next(ret, ...));
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|
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199 }
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200
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201
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202 static pte_t* walkpgdir (pde_t *pgdir, const void *va, int alloc)
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203 {
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204 pde_t *pde;
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205 pte_t *pgtab;
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206
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207 // pgdir points to the page directory, get the page direcotry entry (pde)
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208 pde = &pgdir[PDE_IDX(va)];
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209
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210 if (*pde & PE_TYPES) {
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211 pgtab = (pte_t*) p2v(PT_ADDR(*pde));
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|
212
|
|
|
213 } else {
|
|
|
214 if (!alloc || (pgtab = (pte_t*) kpt_alloc()) == 0) {
|
|
|
215 return 0;
|
|
|
216 }
|
|
|
217
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|
218 // Make sure all those PTE_P bits are zero.
|
|
|
219 memset(pgtab, 0, PT_SZ);
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|
|
220
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|
221 // The permissions here are overly generous, but they can
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|
|
222 // be further restricted by the permissions in the page table
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223 // entries, if necessary.
|
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|
224 *pde = v2p(pgtab) | UPDE_TYPE;
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225 }
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226
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|
227 return &pgtab[PTE_IDX(va)];
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228 }
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229
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230
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231 __code loaduvm_check_pgdir(struct vm_impl* vm_impl, __code next(int ret, ...)) {
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232 pte_t* pte = vm_impl->pte;
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233 pde_t* pgdir = vm_impl->pgdir;
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234 uint i = vm_impl->i;
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235 char* addr = vm_impl->addr;
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|
236 uint pa = vm_impl->pa;
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237
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|
|
238 if ((pte = walkpgdir(pgdir, addr + i, 0)) == 0) {
|
|
|
239 // goto panic
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240 }
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241 pa = PTE_ADDR(*pte);
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242
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|
243 vm_impl->pte = pte;
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244 vm_impl->pgdir = pgdir;
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245 vm_impl->addr = addr;
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246 vm_impl->pa = pa;
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247
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|
248 goto loaduvm_check_PTE_SZ(vm_impl, next(ret, ...));
|
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|
249 }
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250
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|
251 __code loaduvm_check_PTE_SZ(struct vm_impl* vm_impl, __code next(int ret, ...)) {
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252 uint sz = vm_impl->sz;
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|
253 uint i = vm_impl->i;
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254 uint n = vm_impl->n;
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|
255 struct inode* ip = vm_impl->ip;
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|
256 uint pa = vm_impl->pa;
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|
257 uint offset = vm_impl->offset;
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|
|
258
|
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|
259 if (sz - i < PTE_SZ) {
|
|
|
260 n = sz - i;
|
|
|
261 } else {
|
|
|
262 n = PTE_SZ;
|
|
|
263 }
|
|
|
264
|
|
|
265 if (readi(ip, p2v(pa), offset + i, n) != n) {
|
|
|
266 ret = -1;
|
|
|
267 goto next(ret, ...);
|
|
|
268 }
|
|
|
269
|
|
|
270 vm_impl->n = n;
|
|
|
271
|
|
|
272 goto loaduvm_loopvm_impl(vm_impl, next(ret, ...));
|
|
|
273 }
|
|
|
274
|
|
|
275 __code loaduvm_exit(struct vm_impl* vm_impl, __code next(int ret, ...)) {
|
|
|
276 ret = 0;
|
|
|
277 goto next(ret, ...);
|
|
|
278 }
|
|
|
279
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|
280 \end{lstlisting}
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281
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282
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283
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284
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285
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10
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286 \section{インターフェースの呼び出し}
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12
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287 定義したインターフェースの呼び出し方について説明する。
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10
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288 CbC の場合 goto による遷移を行うので、関数呼び出しのように goto 以降のコードを実行できない。
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12
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289 例として、ソースコード \ref{cbc_goto} の16行目のように goto によってインターフェースで定義した命令を行うと、戻ってこれないため17行目以降が実行されなくなる。
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10
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290
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291
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13
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292 \lstinputlisting[frame=lrbt,label=cbc_goto,caption={\footnotesize cbc インターフェースのgoto}]{./src/failure_example_userinit}
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10
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293
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13
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294 \lstinputlisting[frame=lrbt,label=dummy,caption={\footnotesize dummy を使った呼び出し}]{./src/dummy}
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12
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295 ソースコードの説明
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302
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303
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