OS-2019第一次实验

一 系统调用实验

1 运用不同的方式调用getpid程序

getpid的系统调用号39，中断向量号int 80h

2 习题1.13

2.1 C语言方式实现

#include<stdio.h>
int main()
{
	printf("Hello World\n");
	return 0;
}

2.2 汇编方式实现

section .data
   hello:       db 'Hello world ! ',10
   helloLen: equ $-hello
section .text
   global _start
_start:
   mov eax,4
   mov ebx,1
   mov ecx,hello
   mov,edx,helloLen

   int 80h
   mov eax,1
   mov ebx,0
   int 80h

3 系统调用实现流程图

二 并发实验

1 编译运行该程序

因为该命令的argc=1，所以输出如图所示结果。
从代码中我们可以看出，程序执行后将会输出argv[1]里的内容，而argv数组存储的就是我们在shell中输入的内容，即argv[0]是程序名，argv[1]是参数名，也就是说，这段代码执行后将会输出我们输入的参数。由于后续我们是同时运行了4个参数不同的程序，所以我们可以通过输出的内容判断程序并发执行时，进行的先后顺序。

2 按下面命令运行并观察结果

CPU运行了4次，程序运行的顺序是随机无序的。这是因为这四个程序ABCD是并发执行的，即在这一时间段内四个程序同时执行，但在某一时刻，却只有一个程序在实际执行，在这期间，程序之间就需要竞争资源，从而导致了程序是走走停停进行的，执行完成的顺序因此也是杂乱无序的。

三 内存分配实验

1 观察输出结果，说明程序功能

从这段代码中我们可以看出，该程序首先会输出p在内存中分配的地址，之后会持续输出p的进程号以及执行的次数。

2 再次按下面的命令运行并观察结果

首先，我们需要关闭ALSR地址空间随机化

现在我们开始运行程序

可以看到，两个程序分配到的内存地址时相同的。这是因为Linux把虚拟内存划分成区域area的集合，每个存在的虚拟页面都属于一个area。一个area包含了连续的多个页。Linux通过area相关的数据结构来灵活地管理虚拟内存

四 共享的问题

1 观察输出结果，说明程序功能

这段代码创建了两个线程，每个线程均进行了函数worker的运算，即进行了一个loops大小的递加运算，最后输出运算的初始值以及最终结果。

2 总结规律并解释

规律：Final value的值一开始为输入参数的2倍，但随着loop值的增大，Final value不再为loop的2倍

解释：在程序中，我们输入的参数即为loop的值，因为在程序中我们创建了两个线程p1,p2，每个线程都进行了一个loop的递增循环，因为进行了两次，所以Final Value为输入参数的2倍。但是，虽然参数的增大，CPU处理时间过长，两个线程在运行时发生了重合，即一个线程在进行累加操作时，另一个线程读取了过时的counter变量，有些类似于数据库中的读脏数据，因此产生了final value不足参数两倍的情况。

3 分析是否会出现问题

可以看到，当输入的参数较小时，不会出现问题，但当参数足够大时，CPU就处理不过来，会出现读脏数据的情况，从而出现问题。

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本文章涉及到的其他代码，由于在题目中已经出现，故在本文中未再次涉及。本次实验涉及到的所有代码，均已存储在本人github中，如有需求请查看：https://github.com/16281307/OS/tree/master/lab1