chapter5练习

  • 本节难度： 一定比lab4简单

编程作业

进程创建

大家一定好奇过为啥进程创建要用 fork + execve 这么一个奇怪的系统调用，就不能直接搞一个新进程吗？思而不学则殆，我们就来试一试！这章的编程练习请大家实现一个完全 DIY 的系统调用 spawn，用以创建一个新进程。

spawn 系统调用定义( 标准spawn看这里 )：

  • syscall ID: 400
  • C 接口： int spawn(char *filename)
  • Rust 接口： fn spawn(file: *const u8) -> isize
  • 功能：相当于 fork + exec，新建子进程并执行目标程序。
  • 说明：成功返回子进程id，否则返回 -1。

  • 可能的错误：

  • 无效的文件名。

  • 进程池满/内存不足等资源错误。

实验要求

  • 实现分支：ch5。
  • 完成实验指导书中的内容，实现进程控制，可以运行 usershell。
  • 实现自定义系统调用 spawn，并通过 Rust测例 中chapter5对应的所有测例。

challenge: 支持多核。

实验检查

  • 实验目录要求

目录要求不变(参考lab1目录或者示例代码目录结构)。同样在 os 目录下 make run 之后可以正确加载用户程序并执行。 加载的用户测例位置： ../user/build/bin。 - 检查

可以正确 make run 执行，可以正确执行目标用户测例，并得到预期输出（详见测例注释）。

问答作业

  1. fork + exec 的一个比较大的问题是 fork 之后的内存页/文件等资源完全没有使用就废弃了，针对这一点，有什么改进策略？
  2. 其实使用了题(1)的策略之后，fork + exec 所带来的无效资源的问题已经基本被解决了，但是今年来 fork 还是在被不断的批判，那么到底是什么正在”杀死”fork？可以参考 论文 ，注意：回答无明显错误就给满分，出这题只是想引发大家的思考，完全不要求看论文，球球了，别卷了。
  3. fork 当年被设计并称道肯定是有其好处的。请使用 带初始参数 的 spawn 重写如下 fork 程序，然后描述 fork 有那些好处。注意:使用”伪代码”传达意思即可，spawn 接口可以自定义。可以写多个文件。

1. fn main() { 2. let a = get_a(); 3. if fork() == 0 { 4. let b = get_b(); 5. println!("a + b = {}", a + b); 6. exit(0); 7. } 8. println!("a = {}", a); 9. 0 10. } 4. 描述进程执行的几种状态，以及 fork/exec/wait/exit 对于状态的影响。

报告要求

  • 简单总结本次实验与上个实验相比你增加的东西。（控制在5行以内，不要贴代码）
  • 完成问答问题
  • (optional) 你对本次实验设计及难度的看法。