北航操作系统lab6实验报告
作者：互联网
OS lab6实验报告
实验思考题
Thinking 6.1
示例代码中，父进程操作管道的写端，子进程操作管道的读端。如果现在想让父进程作为“读者”，代码应当如何修改？
父进程先关闭写通道即可。
father_process
close(fildes[1]); /* Write end is unused */
read(fildes[0], buf, 100); /* Get data from pipe */
printf("father-process read:%s",buf); /* Print the data */
close(fildes[0]);
exit(EXIT_SUCCESS);
Thinking 6.2
上面这种不同步修改 pp_ref 而导致的进程竞争问题在 user/fd.c 中的dup 函数中也存在。请结合代码模仿上述情景，分析一下我们的 dup 函数中为什么会出现预想之外的情况？
dup函数的功能是将一个文件描述符（例如fd0）所对应的内容映射到另一个文件描述符（例如fd1）中。这个函数最终会将fd0和pipe的引用次数都增加1，将fd1的引用次数变为fd0的引用次数。若在复制了文件描述符页面后产生了时钟中断，pipe的引用次数没来的及增加，可能会导致另一进程调用pipeisclosed，发现pageref(fd[0]) = pageref(pipe)，误以为读/写端已经关闭。
Thinking 6.3
阅读上述材料并思考：为什么系统调用一定是原子操作呢？如果你觉得不是所有的系统调用都是原子操作，请给出反例。希望能结合相关代码进行分析。
在进行系统调用时，系统陷入内核，会关闭时钟中断。
.macro CLI
mfc0 t0, CP0_STATUS
li t1, (STATUS_CU0 | 0x1)
or t0, t1
xor t0, 0x1
mtc0 t0, CP0_STATUS
.endm
Thinking 6.4
仔细阅读上面这段话，并思考下列问题
• 按照上述说法控制 pipeclose 中 fd 和 pipe unmap 的顺序，是否可以解决上述场景的进程竞争问题？给出你的分析过程。
• 我们只分析了 close 时的情形，那么对于 dup 中出现的情况又该如何解决？请模仿上述材料写写你的理解。
可以解决，若在pageref(pipe) > pageref(fd)的情况下便没有问题，而如果pageref(pipe) == pageref(fd)的话，那么当读缓冲区为空，写缓冲区为满时会再次循环直到进程切换两者全部unmap为止。
dup也会出现同样的问题，先对pipe进行map，再对fd进行map即可。
Thinking 6.5
bss 在 ELF 中并不占空间，但 ELF 加载进内存后，bss 段的数据占据了空间，并且初始值都是 0。请回答你设计的函数是如何实现上面这点的？
当加载到bin_size~sgsize之间的数据时，就知道新入了bss端，使用bzero函数赋值为0，不需要再读取ELF的数据。
Thinking 6.6
为什么我们的 *.b 的 text 段偏移值都是一样的，为固定值？
在user/user.lds文件中约定了text段地址为0x00400000
Thinking 6.7
在 shell 中执行的命令分为内置命令和外部命令。在执行内置命令时 shell 不需要 fork 一个子 shell，如 Linux 系统中的 cd 指令。在执行外部命令时 shell 需要 fork 一个子 shell，然后子 shell 去执行这条命令。据此判断，在 MOS 中我们用到的 shell 命令是内置命令还是外部命令？请思考为什么 Linux 的 cd 指令是内部指令而不是外部指令？
我们用到的shell命令是外部命令，因为我们的user文件夹中有cat.c ls.c文件，Linux下的cd指令没有对应的文件，使用时也不需要单独的创建一个子进程。cd 所做的是改变 shell 的 PWD。 因此倘若 cd 是一个外部命令，那么它改变的将会是子 shell 的 PWD，也不会向父 shell 返回任何东西。所以，当前 shell 的 PWD 就不会做任何改变。所有能对当前 shell的环境作出改变的命令都必须是内部命令。 因此如果我们将 cd 做成外部命令，就无法像原来一样改变当前目录了。
Thinking 6.8
在哪步，0 和 1 被 “安排” 为标准输入和标准输出？请分析代码执行流程，给出答案。
在user/init函数中可以看到如下步骤，它将0映射在1上，相当于就是把控制台的输入输出缓冲区当做管道。
if ((r = dup(0, 1)) < 0)
user_panic("dup: %d", r);
Thinking 6.9
在你的 shell 中输入指令 ls.b | cat.b > motd。
• 请问你可以在你的 shell 中观察到几次 spawn？分别对应哪个进程？
• 请问你可以在你的 shell 中观察到几次进程销毁？分别对应哪个进程？
两次，分别对应[00001c03] SPAWN: ls.b、[00002404] SPAWN: cat.b
四次，分别对应[00003406] destroying 00003406、[00002c05] destroying 00002c05、[00002404] destroying 00002404、[00001c03] destroying 00001c03
实验难点展示
管道
pipe函数对两个文件描述符的操作十分重要，两个文件描述符本身是不同的，但他们却指向的是同一个管道，先syscall_mem_alloc，再syscall_mem_map，通过fd_omode限定该文件描述符的读写。
在_pipeisclosed函数里，我们发现了env_runs这个从lab 3就一直跟随着我们的属性的价值，这或许也可以作为其他函数用于判断是否是类原子操作的一个方法。
shell
load_icode_mapper函数已经写过了，这次需要在用户态下实现这个函数，用户态实现二进制文件的加载不像内核态的调用那样简单，但大体的思路差不多，也会用到user_bcopy、user_bzero。spawn函数的填写更是需要看一下ELF文件格式才好理解。而解析shell命令的runcmd函数相对就简单一点。
判断当前的字符是否是特殊符号可以有一个更快捷的方法，这样可以避免书写过长的switch。
#define SYMBOLS "<|>&;()"
if(strchr(SYMBOLS, *s)) {
/* do something */
}在lab6的验证里又发现了以前lab的bug，是跟sched_yield函数相关的bug。这个bug导致了父进程调用pipe()函数时，会创建两个管道。
体会与感想
个人感觉，lab6难度比lab5小一点，需要仔细阅读的代码量也比较小，但需要在理解lab5的基础上才能快速上手。其实自从lab5开始，我就觉得自己脑子没有那么灵光了，可能是没有花太多时间总结的缘故。
OS的实验课就到此结束了，学了很多理论知识，也看了很多代码，具体的函数实现也没有想着能够一直记下来，大概能有个印象我觉得就行了。在我看来，这门课学到的其实也不止这些代码（因为感觉以后大概率也用不上），主要是学会了很多有用的工具，把c语言的应用也提升了一个档次，这就足够啦。
标签：shell,函数,Thinking,北航,pipe,lab6,进程,实验报告,user 来源： https://www.cnblogs.com/emodiary121/p/16364653.html