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Lab: Xv6 and Unix utilities
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实验一要求通读：

- xv6-book 第一章

第一章内容概要
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fork 系统调用调用一次，然后分别在子 **进程** 和父进程中返回一次，子进程中返回 0，父进程中返回子进程的 PID

wait 系统调用用来阻塞并等待一个子进程退出，并将子进程的 PID 写入参数中。如果调用进程没有子进程，直接返回 -1.如果父进程对子进程的 PID 不感兴趣，可以直接传入 0

exec 可以用来使用一个二进制文件替换掉当前二进制映像，替换后从新的二进制映像的 main 函数开始运行，exec 允许向新的二进制映像中传递参数：

.. code-block:: c

   char *argv[3];
   argv[0] = "echo";
   argv[1] = "hello";
   argv[2] = 0;
   exec("/bin/echo", argv);
   printf("exec error\n");

程序运行时会自动打开三个文件描述符：stdin(0), stdout(1), stderr(2)。因此下面的代码可以用来将数据从 stdin 拷贝到 stdout：

.. code-block:: c

   char buf[512];
   int n;
   while (1) {
      n = read(0, buf, sizeof buf);
      if (n == 0) break;
      if (n < 0) {
         fprintf(2, "read error\n");
         exit(1);
      }
      if (write(1, buf, n) != n) {
         fprintf(2, "write error\n");
         exit(1);
      }
   }

write 返回值为读取到的字节数。close 可以用来关闭一个 fd，而在使用 open、pipe、dup 调用时，拿到的 fd 总是最小的那个，因此可以用来进行重定向：

.. code-block:: c

   char *argv[2];
   argv[0] = "cat";
   argv[1] = 0;
   if(fork() == 0) {
      close(0);
      open("input.txt", O_RDONLY);
      exec("cat", argv);
   }

首先将 stdin 关掉，然后再打开一个文件，这时此文件的 fd 就是 0。因而完成了重定向。

管道是一个小的内核缓冲区，此缓冲区暴露了一对文件描述符分别用来进行读和写（也就是说管道是半双工的），下面的代码演示了使用管道的向 wc 传递信息：

.. code-block:: c

   int p[2];
   char *argv[2];
   argv[0] = "wc";
   argv[1] = 0;
   pipe(p);
   if(fork() == 0){
      // 将 p[0] 重定向到 stdin
      close(0);
      dup(p[0]);
      close(p[0]);
      close(p[1]);
      exec("/bin/wc", argv);
   }else{
      // 关闭管道的读端
      close(p[0]);
      write(p[1], "hello world\n", 12);
      close(p[1]);
   }

如果没有可用数据，read 会阻塞至有数据写入或写端被关闭，在第二种情况下，read 会返回 0

文件系统

启动 xv6
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这个比较简单，跳过

实现 sleep
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一个入门项目，主要目的应该是为了熟悉源码，kernel/sysproc.c 中实现的 sys_sleep 是没有参数的，不知道第一个参数证明传进去的，应该是修改了栈指针。系统定义了带有参数的 sleep，可以直接调用。

.. code-block:: c

   #include "kernel/types.h"
   #include "kernel/stat.h"
   #include "user/user.h"

   int main(int argc, char** argv){
      if(argc < 2){
         fprintf(2, "usage: sleep NUMBER...\n");
         exit(1);
      }
      sleep(atoi(argv[1]));
      exit(0);
   }

在 Makefile 中的 UPROGS 部分将 sleep 添加进去，调用 make GRADEFLAGS=sleep grade 可以查看测试

pingpong
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练习管道。管道在 user/sh.c:100 有一个实例：