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chapter5练习
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- 本节难度： **看似唬人，其实就那样**
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本章任务
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- ``make test BASE=1`` 执行 usershell，然后运行 ``ch5b_usertest``。
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- merge ch4 的修改，运行 ``ch5_mergetest`` 检查 merge 是否正确。
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- 结合文档和代码理解 fork, exec, wait 的逻辑。结合课堂内容回答本章问答问题（注意第二问为选做）。
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- 完成本章变成作业。
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- 最终，完成实验报告并 push 你的 ch5 分支到远程仓库。
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编程作业
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进程创建
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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。
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spawn 系统调用定义( `标准spawn看这里 <https://man7.org/linux/man-pages/man3/posix_spawn.3.html>`_ )：
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- syscall ID: 400
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- C 接口： ``int spawn(char *filename)``
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- 功能：相当于 fork + exec，新建子进程并执行目标程序。
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- 说明：成功返回子进程id，否则返回 -1。
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- 可能的错误：
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- 无效的文件名。
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- 进程池满/内存不足等资源错误。
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实现完成之后，你应该能通过 ch5_spawn* 对应的所有测例，在 shell 中执行 ch5_usertest 来执行所有测试。
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tips:
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- 注意 fork 的执行流，新进程 context 的 ra 和 sp 与父进程不同。所以你不能在内核中通过 fork 和 exec 的简单组合实现 spawn。
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- 在 spawn 中不应该有任何形式的内存拷贝。
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问答作业
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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？
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2. [选做，不占分] 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？回答合理即可。可以参考 `fork-hotos19 <https://www.microsoft.com/en-us/research/uploads/prod/2019/04/fork-hotos19.pdf>`_ 。
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3. 请阅读代码并分析如下程序的输出，不考虑运行错误，不考虑行缓冲，不考虑中断：
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.. code-block:: c
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int main(){
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int val = 2;
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printf("%d", 0);
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int pid = fork();
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if (pid == 0) {
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val++;
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printf("%d", val);
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} else {
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val--;
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printf("%d", val);
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wait(NULL);
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}
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val++;
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printf("%d", val);
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return 0;
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}
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如果 fork() 之后一定主程序先运行结果如何？如果 fork() 之后一定 child 先运行结果如何？
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4. 请分析如下程序运行后最终输出 `A` 的数量(已知 ``&&`` 的优先级比 ``||`` 高)：
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.. code-block:: c
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int main() {
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fork() && fork() && fork() || fork() && fork() || fork() && fork();
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printf("A");
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return 0'
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}
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[选做，不占分] 更进一步，如果给出一个 ``&&`` ``||`` 的序列，你如何设计一个程序来得到答案？
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报告要求
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注意目录要求，报告命名 ``lab3.pdf``，位于 ``reports`` 目录下。 后续实验同理。
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- 注明姓名学号。
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- 完成 ch5 问答作业。
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- [可选，不占分]你对本次实验设计及难度的看法。
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