MIT6.828 Lab3-3 Detect which pages have been accessed (hard)

实验内容

• 实现 pgaccess()，这是一个报告哪些页面已经被访问的系统调用。
• 函数的参数：（内核态从陷阱帧trapframe中获取）
  • 用户页面的起始虚拟地址
  • 页数量
  • 1个用于存储结果的用户态地址的buffer（存储了每页的mask）

已有内容

• sys_pgaccess()的系统调用已给出，只需补充函数内容即可
  修改内容
• kernel/sysproc.c中补充函数内容

int
sys_pgaccess(void)
{
  // lab pgtbl: your code here.
  // 获取用户态参数
  uint64 start_va;
  int num_pages;
  uint64 user_bitmask;
  argaddr(0,&start_va);
  argint(1, &num_pages);
  argaddr(2, &user_bitmask);

  // 检查num_pages有效性（64位掩码最大支持64个pages）
  if( num_pages <= 0 || num_pages > 64 ){
    return -1;
  }

  struct proc* p = myproc(); // 获取当前进程信息
  uint64 bitmask = 0;
  pte_t* pte;

  // 检查每个页面
  for( int i = 0; i < num_pages; i++){
      uint64 va = start_va + i*PGSIZE; 
      pte = walk(p->pagetable, va, 0); // 获取虚拟地址对应的PTE
      if( pte && (*pte & PTE_A )){
          bitmask |= (1<<i); // 记录结果
          *pte &= ~PTE_A;  // 清除标志位以便下次访问
      }
  }

  // 数据拷贝到用户空间
  if( copyout(p->pagetable, user_bitmask, (char*)&bitmask, sizeof(bitmask)) < 0 ){
    return -1;
  }
  return 0;
}

• kernel/riscv.h中添加提取标志位的宏

#define PTE_A (1L << 6) // lab3-3

• 关于PTE的标志位

| 63-54 | 53-28 | 27-10 | 9-8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| 保留  | PPN   | 保留   | RSW | D | A | G | U | X | W | R | V |

• 硬件置位：PTE_A 和 PTE_D 由 CPU 自动管理，反映真实访问行为。
• 软件置位：其他标志位（如 PTE_V/PTE_R）需操作系统维护。