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操作系统 XV6

发布时间 2023-07-10 11:35:31作者: 张家豪

操作系统 XV6

1. 介绍和举例

1.1 课程内容简介

  • 课程内容简介
    • 理解操作系统的设计和实现
    • 2.获得实际动手经验
  • 操作系统的目标
    • 抽象硬件
    • 多个应用程序之间共用硬件资源
    • 隔离性，不同的活动之间不能相互影响
    • 共享性，不同活动之间要能数据共享
    • 权限管理
    • 可以通过硬件提高应用程序的高性能
    • 支持大量的不同的应用程序

1.2 操作系统结构

  • 最下层
    • CPU、内存、磁盘、网卡等
  • 最上层
    • vi、cc、cli、shell
  • 中间层
    • fs（文件系统）、AccessControl（权限控制）等

1.3 挑战和快乐

  • 一些矛盾的要求
    • 高效又要易用
    • 强大的服务又要简单的接口
    • 既要给应用程序尽可能多的灵活性，又要在某种程度上限制其灵活性
    • 大量的特性和大量的服务，需要大量的思考
    • 需要满足广泛的使用场景

1.4 课程资源

1.5+ 函数

  • int read(int fd, char *buf, int n)
    • 将n 个字节读入buf；返回读取的字节数；如果文件结束，返回0
  • int write(int fd, char *buf, int n)
    • 从buf 写n 个字节到文件描述符fd; 返回n
  • int exit(int status)
    • 终止当前进程，并将状态报告给wait()函数。无返回
  • int open(char *file, int flags)
    • 打开一个文件；flags表示read/write；返回一个fd（文件描述符）
  • shell
  • int fork()
    • 创建一个进程，返回子进程的PID
  • int exec(char *file, char *argv[])
    • 加载一个文件并使用参数执行它; 只有在出错时才返回
  • int wait(int *status)
    • 等待一个子进程退出; 将退出状态存入*status; 返回子进程PID。
  • int kill(int pid)
    • 终止对应PID的进程，返回0，或返回-1表示错误
  • int getpid()
    • 返回当前进程的PID
  • int sleep(int n)
    • 暂停n个时钟节拍
  • char *sbrk(int n)
    • 按n 字节增长进程的内存。返回新内存的开始
  • int close(int fd)
    • 释放打开的文件fd
  • int dup(int fd)
    • 返回一个新的文件描述符，指向与fd 相同的文件
  • int pipe(int p[])
    • 创建一个管道，把read/write文件描述符放在p[0]和p[1]中
  • int chdir(char *dir)
    • 改变当前的工作目录
  • int mkdir(char *dir)
    • 创建一个新目录
  • int mknod(char *file, int, int)
    • 创建一个设备文件
  • int fstat(int fd, struct stat *st)
    • 将打开文件fd的信息放入*st
  • int stat(char *file, struct stat *st)
    • 将指定名称的文件信息放入*st
  • int link(char *file1, char *file2)
    • 为文件file1创建另一个名称(file2)
  • int unlink(char *file)
    • 删除一个文件
  • 注意
    • xv6系统调用（除非另外声明，这些系统调用返回0表示无误，返回-1表示出错）
  • I/O redirect

2. 操作系统架构和系统调用