Programas de usuario en NachOS

Creación de nuevos programas de usuario en NachOS

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Objetivos

Crear nuevos programas de usuario para NachOS
Utilizar un cross-compiler para crear programa en MIPS
Editar el archivo "Makefile" para compilar los nuevos programas

Requisitos

Debe estar instalado el cross-compiler para MIPS

Notas

El servidor "farroyo" tiene instalado un cross-compiler, se debe tener acceso a este servidor con el usuario "ci1310" y utilizando "ssh", el password debe preguntárselo al profesor
```
ssh ci1310@farroyo.ecci.ucr.ac.cr
```
Si el nombre "farroyo" no le funciona, recuerde utilizar "farroyo.ecci.ucr.ac.cr", la IP correspondiente es 163.178.104.190

Procedimiento

Crear el programa de usuario
- El programa a compilar debe estar en el servidor "farroyo", para llevarlo hasta allá, podemos recurrir a varios métodos
  - Editar el archivo localmente, en su máquina Linux
    - En este caso podemos pasar el archivo a "farroyo" de varias maneras
      - Lo copiamos utilizando "scp", por ejemplo
        scp miprograma.c ci1310@farroyo.ecci.ucr.ac.cr:nachos/code/test
      - Copiamos en el editor todo el texto del programa
        
        En el editor de nuestra máquina podemos marcar y copiar todo el texto del programa de usuario (en algunos editores se puede hacer Ctrl-A para marcar todo y Ctrl-C para copiarlo)
        Iniciamos una sesión "ssh" a "farroyo" y corremos "pico" o "vi"
        Pegamos el texto en "pico" y guardamos el archivo
  - Editar el archivo directamente en "farroyo" utilizando "pico" o "vi"
    - Iniciar una sesi&ocute; "ssh" a farroyo
    - Correr su aplicación favorita para editar: "pico" o "vi"
    - Guarde el programa y revise la sección de cómo compilarlo de este manual
- Para recuperar su archivo y guardarlo en su máquina local
  - Puede copiarlo utilizando "scp", esta instrucción lo deja en el directorio donde se encuentra actualmente, simbolizado por el "."
```
scp ci1310@farroyo.ecci.ucr.ac.cr:nachos/code/test/miprograma.c .
```
  - Lo puede bajar directamente de Programas de Usuario , buscando su archivo, haciéndole click derecho y dándole "Save As"
Cambios en el archivo "Makefile"
- Para poder compilar un programa en el cross-compiler de MIPS de "farroyo" es necesario editar el archivo "Makefile" que se encuentra en "nachos/code/test" de la cuenta "ci1310" de este servidor
- Lo que hay que hacer es editar el archivo "Makefile" para agregar nuevas líneas e indicarle como compilar el nuevo programa, estas nuevas líneas debemos agregarlas al final del archivo, debemos editar el archivo utilizando "pico" o "vi"
- Ejemplo para compilar un nuevo programa que llamamos "miprograma.c"
```
miprograma.o: miprograma.c
	$(CC) $(CFLAGS) -c miprograma.c
miprograma: miprograma.o start.o
	$(LD) $(LDFLAGS) start.o miprograma.o -o miprograma.coff
	../bin/coff2noff miprograma.coff miprograma
```
- Guardamos los cambios y terminados el editor
- Notas
  - El espacio que se nota al inicio de las líneas del "Makefile" está conformado por un tabulador no varios espacios, deben asegurarse de que en el archivo sea así, si quedan espacios el programa "make" no va a funcionar
  - En la definición de la compilación queda claro como el programa de usuario es enlazado con la rutina "start.o" que es la interfaz para los llamados al sistema de NachOS, esta es una rutina en ensablador de MIPS que pueden revisar en start.s
    - Presten atención a la manera como el programa comienza , ver la etiqueta "__start"
    - Vean que todos los llamados al sistema se hacen con la instrucción de ensamblador "syscall", el detalle de la simulación de esta instrucción se muestra en la siguiente línea
    - En el archivo "mipssim.cc" pueden ver la manera en que el simulador levanta la excepción para atender los llamados al sistema
```
...
      case OP_SYSCALL:
        RaiseException(SyscallException, 0);
        return;
...
```
    - Pueden notar que el compilador genera un formato COFF para el archivo ejecutable, que es necesario convertir al formato que emplea el simulador NOFF, por medio de la rutina "coff2noff"

Para compilar el programa

Deben hacer una sesión "ssh" al servidor "farroyo"
Deben cambiarse al directorio "nachos/code/test"
Deben escribir "make miprograma" para realizar la compilación

Si no hay errores de compilación, entonces debe aparecer una salida como esta

/usr/local/nachos/decstation-ultrix/bin/gcc -G 0 -c -I../userprog -I../threads -c miprograma.c
/usr/local/nachos/decstation-ultrix/bin/ld -T script -N start.o miprograma.o -o miprograma.coff
../bin/coff2noff miprograma.coff miprograma
numsections 4 
Loading 4 sections:
        ".text", filepos 0xf0, mempos 0x0, size 0x170
        ".rdata", filepos 0x260, mempos 0x170, size 0x10
        ".data", filepos 0x270, mempos 0x180, size 0x0
        ".bss", filepos 0x0, mempos 0x180, size 0x0

Esto va a crear el archivo ejecutable de MIPS llamado "miprograma"
Lo puede bajar directamente de Programas de Usuario , buscando su archivo, haciéndole click derecho y dándole "Save As"