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