??本次實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容涉及到以下幾個(gè)方面：
????1.文件的內(nèi)核實(shí)現(xiàn)
????2.標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出
????3.系統(tǒng)調(diào)用dup和pipe

??文件最基本的系統(tǒng)調(diào)用是open和close，open一個(gè)文件后會(huì)返回一個(gè)fd，作為這個(gè)文件的標(biāo)識(shí)，后續(xù)有關(guān)于這個(gè)文件的操作都使用fd去完成。

1.文件的內(nèi)核實(shí)現(xiàn)

??文件的內(nèi)核實(shí)現(xiàn)中圍繞著四個(gè)結(jié)構(gòu)體：索引節(jié)點(diǎn)、file結(jié)構(gòu)體、文件描述符表、進(jìn)程控制塊。下面介紹下它們各自存儲(chǔ)的內(nèi)容：
??索引節(jié)點(diǎn)中保存了文件的大小、文件存放在磁盤的位置、文件的創(chuàng)建時(shí)間、修改時(shí)間、文件的所有者、文件的訪問權(quán)限
??file結(jié)構(gòu)體file結(jié)構(gòu)體存了被打開文件的信息、文件對(duì)應(yīng)的索引節(jié)點(diǎn)(inode)、文件的當(dāng)前訪問位置、文件的打開模式（只讀、只寫、可讀可寫）
??文件描述符表是一個(gè)數(shù)組，數(shù)組的元素類型是指針，指針指向一個(gè)file結(jié)構(gòu)體，用于保存被打開的文件。當(dāng)內(nèi)核打開文件時(shí)，分配一個(gè)file結(jié)構(gòu)體表示被打開的文件，將該file結(jié)構(gòu)體指針保存在文件描述符表中
??進(jìn)程控制塊是操作系統(tǒng)表示進(jìn)程狀態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，存放用于描述進(jìn)程情況及控制進(jìn)程運(yùn)行所需的全部信息（進(jìn)程標(biāo)識(shí)信息、處理機(jī)狀態(tài)、進(jìn)程調(diào)度信息、打開文件列表，即文件描述符表，記錄了該進(jìn)程打開的文件）

2.標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出

??標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出就是指write和read

write(1, buf, sizeof(buf)); // 標(biāo)準(zhǔn)輸入，就是鍵盤輸入 read(0, buf, sizeof(buf)); //標(biāo)準(zhǔn)輸出，就是終端輸出

3.系統(tǒng)調(diào)用dup和pipe

?? dup（重定向）
??dup就是讓一個(gè)新的fd去指向一個(gè)文件，這樣文件就有了兩個(gè)指向。可以把老fd解放出來，去完成其他操作。
還有一個(gè)變形的dup2，完成一樣的功能。調(diào)用方式不同

??pipe(管道)
??pipe的實(shí)現(xiàn)是基于隊(duì)列，一端作為輸入端，一端作為輸出端。整體結(jié)構(gòu)如下：

??以上就是這次實(shí)驗(yàn)課的全部理論學(xué)習(xí)啦，下面看看作業(yè)吧！這次的作業(yè)沒有關(guān)于dup和pipe的內(nèi)容，是上節(jié)課mysys實(shí)現(xiàn)的變形。
??源代碼如下：

#include<stdio.h> #include<unistd.h> #include<stdlib.h> #include<sys/types.h> #include<sys/wait.h> #include<string.h>void mysys(char *command) {char *argv[512]; // 這里必須要用動(dòng)態(tài)指針數(shù)組，因?yàn)閑xecvp最后有一個(gè)NULL作為結(jié)束標(biāo)志，靜態(tài)的二維數(shù)組是無法實(shí)現(xiàn)的。int num = 0;char temp[512];for (int i=0; command[i]!='\0'; i++) {int index = 0;while (command[i]!='\0' && command[i] != ' ') {temp[index++] = command[i++];}temp[index] = '\0';if (command[i] == '\0')break;argv[num] = (char *)malloc(strlen(temp));strcpy(argv[num], temp);num++;}argv[num] = (char *)malloc(strlen(temp));strcpy(argv[num], temp);num++;argv[num] = NULL;pid_t pid;if (command == NULL)return ;if ((pid = fork()) < 0) {}else if (pid == 0) {execvp(argv[0], argv);exit(127);}else {sleep(1);}return ; }int main() {while (1) {write(1, "> ", 3); // 此處可以使用write/* printf("> "); 如果這樣使用printf是不可以的，printf有輸出緩沖區(qū)，遇到\n才會(huì)統(tǒng)一調(diào)用一次write。實(shí)現(xiàn)的方式有兩種：1.printf("\n")2.fflush(stdout);*/// 在底層編程時(shí)，使用printf就可以，更方便char buf[80];int count;count = read(0, buf, sizeof(buf));// buf[count] = 0; //這個(gè)是錯(cuò)的，輸入回車后，末尾還會(huì)讀入一個(gè)\nbuf[count-1] = 0;if (strcmp(buf, "exit") == 0)//exit(127)也可以;break;mysys(buf);}return 0; }

??第四次，打板兒！

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??第五次的內(nèi)容和上次一樣的，區(qū)別的是作業(yè)，就寫在一篇里了。
??源代碼如下：

#include<stdio.h> #include<unistd.h> #include<stdlib.h> #include<sys/types.h> #include<sys/wait.h> #include<string.h> #include<sys/stat.h> #include<fcntl.h>void mysys(char *command) {char *argv[512]; // 這里必須要用動(dòng)態(tài)指針數(shù)組，因?yàn)閑xecvp最后有一個(gè)NULL作為結(jié)束標(biāo)志，靜態(tài)的二維數(shù)組是無法實(shí)現(xiàn)的。int num = 0;char temp[512];for (int i=0; command[i]!='\0'; i++) {int index = 0;while (command[i]!='\0' && command[i] != ' ') {temp[index++] = command[i++];}temp[index] = '\0';if (command[i] == '\0')break;argv[num] = (char *)malloc(strlen(temp));strcpy(argv[num], temp);num++;}argv[num] = (char *)malloc(strlen(temp));strcpy(argv[num], temp);num++;argv[num] = NULL;pid_t pid;if (command == NULL)return ;if ((pid = fork()) < 0) {}else if (pid == 0) {/*思路：對(duì)輸入命令進(jìn)行判斷，如果是echo再進(jìn)一步判斷有沒有重定向標(biāo)志: >目標(biāo)文件,如果有按重定向方法寫入指定文件，否則按正常echo輸出`*/if (strcmp(argv[0], "echo") == 0) {int i, j;int tag = 0;for (i=0; i<num; i++) {for (j=0; argv[i][j] != '\0'; j++) {if (argv[i][j] = '>' && argv[i][j+1] != '\0' && i == num-1) {tag = 1;break;}}if (tag == 1)break;}if (tag == 1) { // tag為1說明存在重定向，下面截取目標(biāo)文件名及寫入內(nèi)容// 截取文件名char filename[10];int filename_index = 0;for (int j=1; argv[i][j]!='\0'; j++) {filename[filename_index++] = argv[i][j];}filename[filename_index] = '\0';char content[20];int content_index = 0;// 截取內(nèi)容，已知為echo命令，從5號(hào)以后為內(nèi)容for (int k=5; command[k]!='\0'; k++) {if (command[k] == '>') {content[content_index] = '\0';break;}else content[content_index++] = command[k];}// 使用重定向方式，將fd改為1int fd;fd = open(filename, O_CREAT|O_RDWR, 0777);dup2(fd, 1); // 函數(shù)格式(源，目標(biāo))write(1, content, sizeof(content));}else {execvp(argv[0], argv);}}elseexecvp(argv[0], argv); exit(127);}else {sleep(1);}return ; }int main() {while (1) {write(1, "> ", 3); // 此處需要使用write，用printf的話會(huì)不輸出char buf[80];int count;count = read(0, buf, sizeof(buf));// buf[count] = 0; //這個(gè)是錯(cuò)的，輸入回車后，末尾還會(huì)讀入一個(gè)\nbuf[count-1] = 0;if (strcmp(buf, "exit") == 0)break;mysys(buf);}return 0; }

??這次的作業(yè)主要是增加一個(gè)要求：echo另外一個(gè)內(nèi)容寫入指定文件（之前的echo是輸出到屏幕，重定向后將1號(hào)指向文件，就不會(huì)在上輸出了）。但悲催的是：我這份代碼能夠完成新功能，對(duì)于普通功能的echo沒用了(嗚嗚嗚)，也就是echo a b c沒了反應(yīng)，到現(xiàn)在也沒找到問題。如果有人看出來，請?jiān)谙路皆u(píng)論區(qū)留言，感謝！

??上節(jié)課老師還讓實(shí)現(xiàn)pwd,cd,使用execvp無法完成，想了好久都沒有結(jié)果，但其實(shí)是有系統(tǒng)調(diào)用的：

char *cwd = getcwd(buff,sizeof(buff)); // pwd，返回值cwd即為結(jié)果 chdir(comnd[1]); // cd,comnd為路徑

因作者水平有限，如有錯(cuò)誤之處，請?jiān)谙路皆u(píng)論區(qū)指正，謝謝！

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的操作系统实践（四/五）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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