实验目的

(1)、掌握计算机操作系统管理进程、处理机、存储器、文件系统的基本方法。

(2)、了解进程的创建、撤消和运行，进程并发执行；自行设计解决哲学家就餐问题的并发线程，了解线程（进程）调度方法；掌握内存空间的分配与回收的基本原理；通过模拟文件管理的工作过程，了解文件操作命令的实质。

(3)、了解现代计算机操作系统的工作原理，具有初步分析、设计操作系统的能力。

(4)、通过在计算机上编程实现操作系统中的各种管理功能，在系统程序设计能力方面得到提升。

实验要求

(1) 在xv6环境下开发应用程序

题目：仿照echo，写一个命令echo_reversal，实现以下功能：把输入的每个参数中的字符次序颠倒输出。

例如：$ echo_reversal Hello World!

则输出： olleH !dlroW

 (2) 回答以下问题：

Xv6中并发进程有几种状态，在源码中分别以什么常量代表，试解释每种状态的意义。

Xv6中PCB是以什么方式存放的，链表还是数组？系统最多允许同时运行多少个进程？

Xv6是否支持多核cpu? 如果支持的话，是通过哪个数据结构支持的？

系统启动的第一个进程，其入口函数在哪个文件第几行？它主要实现什么功能？（提示：阅读《xv6中文文档》第1章“第一个进程”）

实验内容

(1). 在xv6环境下开发应用程序

题目：仿照echo，写一个命令echo_reversal，实现以下功能：把输入的每个参数中的字符次序颠倒输出。

例如：$ echo_reversal Hello World!

则输出： olleH !dlroW

   

   我们先打开echo.c文件，查看里面的代码，代码如下：

   int main(int argc, char *argv[])
{
  int i, j;
  for (i = 1; i < argc; i++)
  {
    j = 0;
    while (j < strlen(argv[i]))
    {

      printf("%c", argv[i][j]);
      j++;
    }
    if (i + 1 < argc)
    {
      printf(" ");
    }
    else
    {
      printf("\n");
    }
  }
  exit(0);
}

我们首先先分析两个参数 argc 和 grgv

argv是二维数组，后面也printf 了argv里面的元素，因此，这个参数是用来存储字符串的

对于argc这个参数，我们可以在下面看到：

 

而且当i+1小于argc时会输出一个“ ”，否则输出“\n”，那么我们可以认为argv这个二维数组存储的时候会将输入的句子分割为单词，argc就是单词的数量。我们对此做以下验证，将argv[i] 全改为argv[0]，如果猜想正确，那么应该只会输出句子的第一个单词，即将

改为：

 

输入make clean，再输入make qemu重新编译

得到如下，说明猜想正确，现恢复原状，编写echo_reversal的代码

以下部分时对每个单词的输出

 

我们只需要将j的开始置为单词的长度，当j>0时进入循环，先进行j—操作

再输出argv的值即可，如下：

 

输入make clean，然后make qemu，输入echo_reserval测试：

成功

(2). 回答以下问题：

Xv6中并发进程有几种状态，在源码中分别以什么常量代表，试解释每种状态的意义。

有六种状态，在源码中分别以UNUSED, USED, SLEEPING, RUNNABLE, RUNNING, ZOMBIE 表示。

状态的含义如下：

UNUSED：  进程未被创建时的状态，即进程控制块空闲时的状态。

EMBRYO：  当需要分配一个进程控制块，且找到一个处于UNUSED状态的进程控制块时，把此进程控制块状态设置为要使用的状态。

SLEEPING：即等待态，进程由于等待某资源等原因无法执行，进入睡眠状态。

RUNNABLE：即就绪态，进程获得了除CPU之外的所有资源，处于可运行状态。

RUNNING： 即执行态，进程获得CPU，正在运行的状态。

ZOMBIE：  进程结束的状态。

状态间的转换关系如下：

Xv6中PCB是以什么方式存放的，链表还是数组？系统最多允许同时运行多少个进程？

PCB即进程控制块，是进程管理的数据结构。

当前处于运行状态进程的PCB用指针数组来指出。

xv6的PCB就是proc.h中的proc结构体。

系统最多允许同时运行64个进程。

Xv6是否支持多核cpu? 如果支持的话，是通过哪个数据结构支持的？

xv6支持多核cpu。通过结构体数组来实现。

系统启动的第一个进程，其入口函数在哪个文件第几行？它主要实现什么功能？（提示：阅读《xv6中文文档》第1章“第一个进程”）

在main (kernel/main.c:11)函数初始化几个设备和子系统后，通过调用userinit (kernel/proc.c:233)创建第一个进程，第一个进程执行一个用 RISC-V 汇编编写的小程序 initcode.S（user/initcode.S:1），它通过调用 exec 系统调用重新进入内核。

实验小结

通过本次实验，了解了如何在xv6系统下编写自己的函数，并编译运行。阅读了xv6系统的代码，对xv6系统的工作原理有了基本的认识，了解了xv6是如何支持多核cpu，阅读了xv6中文文档，加深了对xv6系统的了解。

（by 归忆）