我们来一步步为 xv6 添加一个新的系统调用 freemem()，它返回当前系统中可用的空闲内存页数（单位：字节）。

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🧩 Step 1：理解原理

xv6 使用 kalloc.c 中的 freelist 链表维护空闲内存页，我们可以通过遍历 freelist 来统计可用页数。

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🛠 Step 2：修改 xv6 源码（假设你在 xv6-labs 或 MIT 的 xv6-public 项目中）

✅ 2.1 编辑 syscall.h：添加系统调用号

// syscall.h
#define SYS_freemem  23   // 选择一个未用的编号（根据你前面系统调用数量调整）

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✅ 2.2 编辑 syscall.c：添加系统调用名称

extern uint64 sys_freemem(void);

static uint64 (*syscalls[])(void) = {
  ...
  [SYS_freemem]   sys_freemem,
};

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✅ 2.3 编辑 usys.S：添加用户态声明

// usys.S
SYSCALL(freemem)

因为不是直接编写 usys. S 的, 是通过 usys.pl 脚本编写的, 所以我们在 usys.pl 里编写即可

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✅ 2.4 编辑 user.h：添加用户头文件函数声明

// user.h
int freemem(void);

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✅ 2.5 添加内核处理函数：sysproc.c

// sysproc.c
extern struct run *freelist;  // 定义于 kalloc.c 中

uint64
sys_freemem(void)
{
  struct run *r;
  int freepages = 0;

  acquire(&kmem.lock);   // 锁住空闲页链表
  for(r = kmem.freelist; r; r = r->next)
    freepages++;
  release(&kmem.lock);

  return (uint64)freepages * PGSIZE;  // 返回单位为字节
}

如果你没有看到 kmem.freelist，可以检查 kalloc.c，确保 kmem 是

struct 
{
	struct spinlock lock;
	struct run \*freelist;
}

的类型。

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🧪 Step 3：编写测试程序 freememtest.c

// freememtest.c
#include "kernel/types.h"
#include "user.h"

int
main(void)
{
  int mem = freemem();
  printf("Free memory: %d bytes\n", mem);
  exit(0);
}

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🧱 Step 4：把测试程序加进 Makefile 和 UPROGS

在 Makefile 中添加：

UPROGS += _freememtest

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🚀 Step 5：编译并运行

$ make qemu
$ freememtest
Free memory: 123456 bytes

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如果你卡在某一步或想做进一步扩展，比如显示为 KB / MB 单位、在 shell 命令中集成、定时打印、创建 /proc/meminfo 类似的文件接口，我也可以一步步帮你扩展！