6.S081「Xv6 and Unix utilities」

insorker
2022/2/21

Hello

新学期，新气象，祝看到这篇文章的人一生不患腱鞘炎。

Introduction

This lab will familiarize you with xv6 and its system calls.

做了一遍所有题目，主要考察的还是你对系统调用的理解，虽然后面的东西还没学，但我目前猜测是先完善shell和gdb，做好调试工作，然后再深入操作系统。

因为和南大的PA是一起做的，所以取长补短还算有了一些心得【当然是取他人之长补我自己的短】。这里做一些推荐：

ctags：很好用的vim插件
CSAPP：学一遍还是很有帮助的

Problems

突然想起来的声明：因为只是练习题，所以不做异常判断了

1. sleep (easy)

简单题，主要就是让你熟悉一下做题大概的流程

#include "kernel/types.h"
#include "kernel/stat.h"
#include "user/user.h"static char sleep_error[] = "Sleep Error: No Input";int
main(int argc, char *argv[])
{if (argc == 1) {write(1, sleep_error, strlen(sleep_error));exit(1);}sleep(atoi(argv[1]));exit(0);
}

2. pingpong (easy)

像乒乓球一样，想想一个来回的过程。

题目没说发送什么东西，所以重点在于你发送的顺序：

然后代码就很简单了

#include "kernel/types.h"
#include "kernel/stat.h"
#include "user/user.h"static char pipe_error[] = "Pipe Error";int
main(int argc, char *argv[])
{int p[2], childpid;char psend = 'f', ssend = 's';char precv, srecv;if (pipe(p) == -1) {write(1, pipe_error, sizeof(pipe_error));exit(-1);}childpid = fork();if (childpid == 0) {read(p[0], &srecv, sizeof(srecv));printf("%d: received ping\n", getpid());write(p[1], &ssend, sizeof(ssend));}else {write(p[1], &psend, sizeof(&psend));wait(0);read(p[0], &precv, sizeof(precv));printf("%d: received pong\n", getpid());close(p[0]);close(p[1]);}exit(0);
}

3. primes (moderate)/(hard)

这题确实算难题，但又其实很简单。我卡了一会的原因是我知道要关掉所有输出，但还是忘了关掉父线程的输出。

解释一下题目：

题目也说了，去这个页面csp的中间那张图的前后文理解一下题目，原页面的伪代码也写的很清楚，思路还是有的。

看完了后整体上第一感觉肯定是递归，但是写迭代也不是不能写（我就是），跳出条件就是遍历完34个数字。然后想的就是如何实现，因为具有传递性，所以对于某个中间部分，最少需要两个管道，一个从上一个部分读取，一个向下一个部分输出，因为时间上不能确定谁先谁后，所以必须要两个。

补充一个关于read系统调用的知识：

教程第16页中间有一段话

If no data is available, a read on a pipe waits for either data to be written or for all file descriptors referring to the write end to be closed; in the latter case, read will return 0, just as if the end of a data file had been reached.

意思就是read结束一个条件是EOF，另一个是所有输入关闭，所以这道题要我们手动close所有输入文件描述符

整理一下我们的思路，假设我们现在fork出来了一个子进程，他需要做什么：

父进程向他发送数字，从左边的管道读取，第一个数字是质数
本身需要读取所有数字，不能被质数整除的数字write到右边的管道
读取完成后，关闭读取，创建一个子进程，从操作1开始重复
wait and exit

写成代码就是这样紫

#include "kernel/types.h"
#include "kernel/stat.h"
#include "user/user.h"int
main(int argc, char *argv[])
{int pl[2], pr[2];pipe(pr);for (int i = 2; i <= 35; i ++ )write(pr[1], &i, sizeof(i));while (1) {int num = -1, prime;pl[0] = pr[0], close(pr[1]);if (fork() == 0) {pipe(pr);read(pl[0], &prime, sizeof(prime));printf("prime %d\n", prime);/* printf("num"); */while (read(pl[0], &num, sizeof(num))) {/* printf(" %d", num); */if (num % prime != 0)write(pr[1], &num, sizeof(num));}/* printf("\n"); */close(pl[0]);if (num == -1) {close(pr[0]);exit(0);}}else {wait(0);exit(0);}}
}

4. find (moderate)

这里需要注意的是find可能和我们平常用的方法不一样，这里的使用时find [path] [file]按照这个思路编程就行了

然后参考ls.c，照着抄就很简单了（不是

另外要记得特判一下".“和”…"

#include "kernel/types.h"
#include "kernel/stat.h"
#include "user/user.h"
#include "kernel/fs.h"#define ALERT(x) printf("wrong => %d\n", x)char*
fmtname(char *path)
{char *p;for (p = path + strlen(path); p >= path && *p != '/'; p -- );p ++ ;return p;
}void
find(char *path, char *file)
{char buf[512], *p;int fd;struct stat st;struct dirent de;if ((fd = open(path, 0)) < 0) {ALERT(3); return;}if (fstat(fd, &st) < 0) {ALERT(4); close(fd); return;}switch (st.type) {case T_FILE:if (strcmp(fmtname(path), file) == 0)printf("%s\n", path);break;case T_DIR:strcpy(buf, path);p = buf + strlen(buf);*p++ = '/';while (read(fd, &de, sizeof(de)) == sizeof(de)) {if (de.inum == 0)continue;memmove(p, de.name, DIRSIZ);if (strcmp(de.name, ".") == 0)continue;else if (strcmp(de.name, "..") == 0)continue;p[DIRSIZ] = 0;find(buf, file);}break;}close(fd);
}int
main(int argc, char *argv[])
{if (argc < 3) {ALERT(0);exit(1);}for (int i = 2; i < argc; i ++ )find(argv[1], argv[i]);exit(0);
}

5. xargs (moderate)

这题也不难，内存分配好就没问题了，看了另外一个人的解说，这里粘贴过来

原文链接

说实话，做实验之前我都不知道 xargs 是干嘛用的。所以得先了解一下 xargs 的作用，参考阮一峰的博客

其中，第二段的一句话非常关键；

xargs命令的作用，是将标准输入转为命令行参数所以我们实验的整体思路，就是读入标准输入，转成多个命令行参数。

只要把握住这句话，这个实验代码就呼之欲出了。

其实这里我还有个疑问，malloc分配的内存是什么时候被释放的？

因为调用了exec，所以没办法手动释放，那么不就造成内存泄漏了吗？

#include "kernel/types.h"
#include "kernel/stat.h"
#include "user/user.h"
#include "kernel/param.h"int
main(int argc, char *argv[])
{char *args[MAXARG], *p;int args_idx = 0;for (int i = 1; i < argc; i ++ ) {args[args_idx] = (char *)malloc(sizeof(argv[i]));memmove(args[args_idx], argv[i], sizeof(argv[i]));args_idx ++ ;}args[args_idx] = (char *)malloc(512 * sizeof(char));p = args[args_idx ++ ];while (read(0, p, sizeof(char))) {if (*p == ' ' || *p == '\n') {*p = 0;if (*p == '\n')break;args[args_idx] = (char *)malloc(512 * sizeof(char));p = args[args_idx ++ ];}else p ++ ;}/* for (int i = 0; i < args_idx; i ++ ) *//*     printf("%s\n", args[i]); */exec(args[0], args);exit(0);
}

The End

开始？还是结束？

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1. sleep (easy)

2. pingpong (easy)

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4. find (moderate)

5. xargs (moderate)

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