《操作系统导论》（OSTEP）阅读笔记

前言

最近在看OSTEP，这里主要写一些阅读时遇到的问题与解决办法，以及阅读时手敲的代码，作备忘用。

开发环境

最开始我是用的VBox上虚拟的Ubuntu，感觉还是太麻烦了，后来就换成了Visual Studio 2022 + WSL2 + Makefile，感觉还是挺爽的。

第二章

#makefile

.PHONY: clean run

CC = gcc
CFLAGS = -W -Wall -pthread
RM = -rm -rf

object = threads.c			#根据具体文件名更改
BIN_NAME = $(subst .c,,$(object))	#可执行文件的名称

$(BIN_NAME): $(object)
	$(CC) $(CFLAGS) -o $@ $(object)
%.o: %.cc
	$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@

run: 
	./$(BIN_NAME)

clean:
	$(RM) *.o $(BIN_NAME)

2.1展示了这样一段代码

//cpu.c
#include 
#include 
#include 
#include 
#include "common.h"

int main(int argc, char* argv[])
{
	if (argc != 2) {
		fprintf(stderr, "usage: cpu \n");
		exit(1);
	}
	char* str = argv[1];
	while (1)
	{
		Spin(1);
		printf("%s\n", str);
	}

	return 0;
}

首先sys/time.h头文件显示了这是个运行在Linux上的代码，然后我把这段代码CV过去，一编译，缺少头文件= =，然后又是Spin函数未定义，查了下资料，原来是我不知道看漏了哪里，这里应该有个common.h的！！！代码如下：

#ifndef __common_h__
#define __common_h__

#include 
#include 
#include 

double
GetTime()
{
    struct timeval t;
    int rc = gettimeofday(&t, NULL);
    assert(rc == 0);
    return (double)t.tv_sec + (double)t.tv_usec/1e6;
}

void
Spin(int howlong)
{
    double t = GetTime();
    while((GetTime() - t) < (double)howlong)
        ;  // do nothing in loop
}


void
Pthread_create(pthread_t *t, const pthread_attr_t *attr,
        void *(*start_routine)(void *), void* arg) {
    int rc = pthread_create(t, attr, start_routine, arg);
    assert(rc == 0);
}

void
Pthread_join(pthread_t thread, void **value_ptr) {
    int rc = pthread_join(thread, value_ptr);
    assert(rc == 0);
}

void
Pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex) {
    int rc = pthread_mutex_lock(mutex);
    assert(rc == 0);
}

void
Pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex) {
    int rc = pthread_mutex_unlock(mutex);
    assert(rc == 0);
}

void
Pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, pthread_mutexattr_t *attr) {
    int rc = pthread_mutex_init(mutex, attr);
    assert(rc == 0);
}

#endif // __common_h__

我粘贴进去之后再编译，发现报了这个错：

/usr/bin/ld: /tmp/ccjTj0Sq.o: in function Pthread_create': cpu.c:(.text+0x101): undefined reference topthread_create’
/usr/bin/ld: /tmp/ccjTj0Sq.o: in function Pthread_join': cpu.c:(.text+0x153): undefined reference topthread_join’
collect2: error: ld returned 1 exit status

再查了一下资料后发现原来需要给编译选项加一个-pthread
这下编译通过了：

同时如预期运行了：

紧接着我把中文版的图2.2的命令

敲了进去，发现：

bash: 未预期的符号“;”附近有语法错误

然后我顺便看了一下原文：

看书下面说这个分号是有用的，可能是因为系统版本原因吧？
改成./cpu A & ./cpu B & ./cpu C & ./cpu D &后顺利运行：

//mem.c
#include 
#include 
#include 
#include "common.h"

int main(int argc, char* argv[])
{
	int* p = malloc(sizeof(int));
	assert(p != NULL);
	printf("(%d) memory address of p: %08x\n",
		getpid(), (unsigned)p);
	*p = 0;
	while (1)
	{
		Spin(1);
		*p = *p + 1;
		printf("(%d) p: %d\n", getpid(), *p);
	}

	return 0;
}

//threads.c
#include 
#include 
#include "common.h"

volatile int counter = 0;
int loops;

void* worker(void* arg) {
	int i;
	for (i = 0; i < loops; i++)
	{
		counter++;
	}
	return NULL;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
	if (argc != 2) {
		fprintf(stderr, "usage: threads \n");
		exit(1);
	}
	loops = atoi(argv[1]);
	pthread_t p1, p2;
	printf("Initial value : %d\n", counter);

	Pthread_create(&p1, NULL, worker, NULL);
	Pthread_create(&p2, NULL, worker, NULL);
	Pthread_join(p1, NULL);
	Pthread_join(p2, NULL);
	printf("Final value		: %d\n", counter);
	return 0;
}

第五章

//p1.c
#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char* argv[])
{
	printf("hello world (pid:%d)\n", (int)getpid());
	int rc = fork();
	if (rc < 0) {
		fprintf(stderr, "fork failed\n");
		exit(1);
	}
	else if (rc == 0) {
		printf("hello, I am child (pid:%d)\n", (int)getpid());
	}
	else {
		printf("hello, I am parent of %d (pid:%d)\n", rc, (int)getpid());
	}
	return 0;
}