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第一章一、什么是操作系统Q：HelloWorld 从代码到显示到屏幕，经过了哪些os过程？ 编译成可执行文件、用户告诉shell执行该可执行文件、 计算机体系中的接口 UI： API：源代码和第三方库的接口 ABI（Application Binary Interface）为应用程序二进制接口 如果链接器可以将 MSVC 编译出来的目标文件和 GCC 编译出来的目标文件链接到一起，那么链接器首先需要支持 MSVC 编译生成的目标文件的格式 PE/COFF 和 GCC 的 ELF 格式。 此外，不同格式的目标文件需要拥有相同的符号修饰标准、变量内存分布方式、函数调用方式等等。其中目标文件格式、符号修饰标准、变量内存分布方式、函数调用方式等这些跟二进制可执行代码兼容性相关的内容称为 ABI ISA： 二、操作系统的作用 用户与计算机硬件系统之间的接口（API/GUI） 系统资源管理者（处理机、存储器、IO设备等） 处理器管理： 存储器管理：内存的分配和回收 IO的管理： 实现对计算机资源的抽象 三、操作系统的发展1、批处理系统 联机批处理系统：I ...

思考题Thinking 5.1 如果通过 kseg0 读写设备，那么对于设备的写入会缓存到 Cache 中。这是 一种错误的行为，在实际编写代码的时候这么做会引发不可预知的问题。请思考：这么做 这会引发什么问题？对于不同种类的设备（如我们提到的串口设备和IDE磁盘）的操作会 有差异吗？可以从缓存的性质和缓存更新的策略来考虑。 当外部设备产生中断信号或者更新数据时，此时Cache中之前旧的数据可能刚完成缓存，那么完成缓存的这一部分无法完成更新，则会发生错误的行为。 对于串口设备来说，读写频繁，信号多，在相同的时间内发生错误的概论远高于IDE磁盘。 Thinking 5.2 查找代码中的相关定义，试回答一个磁盘块中最多能存储多少个文件控制块？一个目录下最多能有多少个文件？我们的文件系统支持的单个文件最大为多大？ 在user/include/fs.h中，有如下定义 12#define BLOCK_SIZE PAGE_SIZE#define FILE_STRUCT_SIZE 256 从宏定义可以看出：磁盘块的大小和页大小一样，都是4KB；文件控制块的大小 FIL ...

思考题Thinking 4.1思考并回答下面的问题： 内核在保存现场的时候是如何避免破坏通用寄存器的？ 内核通过在kern/entry.S中调用SAVE_ALL来保存现场，SAVE_ALL的实现在include/stackframe.h中，具体实现如下 1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435.macro SAVE_ALL.set noat.set noreorder mfc0 k0, CP0_STATUS andi k0, STATUS_UM beqz k0, 1f move k0, sp //将用户栈指针存入k0 li sp, KSTACKTOP //sp指向内核处理栈1: subu sp, sp, TF_SIZE // 处理栈指针下压TF_SIZE sw k0, TF_REG29(sp) // 将用户栈指针存入内核栈TF_REG29处 // 借助k0将CP0寄存器和HI、LO寄存器存入内核栈 mfc0 k0, CP0_ ...

Thinking 3.1 请结合 MOS 中的页目录自映射应用解释代码中 e->env_pgdir[PDX(UVPT)] = PADDR(e->env_pgdir) | PTE_V 的含义。 UVPT是用户页表的起始地址，PDX(UVPT)取了虚拟地址UVPT的高十位，作为页目录偏移量；e->env_pgdir是该进程的页目录基地址（位于 kseg0 的虚拟地址），因此e->env_pgdir[PDX(UVPT)] 代表页目录的第PDX(UVPT)个页目录项 PADDR(e->env_pgdir)是页目录的物理地址，PTE_V是页表项的有效位 因此这句代码的含义是：把进程页目录的物理地址存在页目录的第PDX(UVPT)个页目录项中，并把有效位置1 进一步，根据自映射的知识我们知道，自映射页目录项$PDE_{self-mapping}$相对于页目录基地址的偏移是$PT_{base}>>22$，也就是这里的PDX(UVPT) 因此，这里实现了页目录的自映射，即让自映射页目录项存储了页目录的物理地址。 Thinking 3.2 elf ...

思考题Thinking 2.1 根据上述说明，回答问题：在编写的 C 程序中，指针变量中存储的地址 被视为虚拟地址，还是物理地址？MIPS 汇编程序中 lw 和 sw 指令使用的地址被视为虚拟 地址，还是物理地址？ 在编写的 C 程序中，指针变量中存储的地址 被视为虚拟地址。 MIPS 汇编程序中 lw 和 sw 指令使用的地址被视为虚拟地址。 Thinking 2.2 从可重用性的角度，阐述用宏来实现链表的好处 ​ 指导书中提到：“C++ 中可以使用 std::stack 定义一个类型为 T 的栈，Java 中可以使用 HashMap 定义一个键类型为 K 且值类型为 V 的哈希表。这种模式称为泛型，C 语言并没有泛型的语法，因 此需要通过宏另辟蹊径来实现泛型。” ​ 我认为用宏来实现链表的好处主要是：实现泛型。宏定义实现链表，用参数type来表示结构体类型，这样就可以针对不同的数据结构使用同样的链表代码，可重用性更高。 ​ 除此之外，field的设计也十分巧妙，利用==字符串字面量的替换==，使得其能代表所有结构结构体的所有成员变量，提 ...

思考题Thinking 1.1 请阅读 附录中的编译链接详解，尝试分别使用实验环境中的原生 x86 工具 链（gcc、ld、readelf、objdump 等）和 MIPS 交叉编译工具链（带有 mips-linux-gnu前缀），重复其中的编译和解析过程，观察相应的结果，并解释其中向 objdump 传入的参数 的含义。 使用x86工具链命令行代码如下 12345678910touch hello.cvim hello.cgcc -E hello.c -o hello.ivim hello.igcc -c hello.c -o hello.oobjdump -DS hello.o > re1vim re1gcc hello.c -o helloobjdump -DS hello > re2vim re2 只进行预处理gcc -E hello.c -o hello.i，结果如下（截取hello.i中部分内容） 生成hello.o并进行反汇编之后的文件如下： 直接编译成可执行文件hello后，进行反汇编结果如下（截取main部分）： 使用MIPS交叉编译工具链 ...

Lab0 思考题Thinking 0.1 cat Untracked.txt 和 cat Stage.txt的两次运行结果的不同：前者是未跟踪Untracked files,后者是要提交（暂存）Changes to be commited README.txt位置的不同：Untracked.txt处在未跟踪状态，add之后处于暂存状态 cat Modified.txt：结果与第一次执行add命令之前的status不一样。原因：README.txt现在是已经跟踪的状态，所以不会变成第一次add前的未跟踪状态；但是该文件经过了修改，也没有经过暂存和提交，现在正处于被修改状态，也就是 “尚未暂存以备提交的变更” Thinking 0.2 add the file：git add <filename> stage the file：git add <filename> commit：git commit <filename> -m <message> Thinking 0.3 1 代码文件 print.c 被错误删除时，应当使用什么 ...

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