操作系统实践报告
Job6/sh4
题目要求：
重新编写makefile；
实现连接多条命令；
编写测试用例。
解决思路：
重新编写makefile：
根据教学视频所讲述模板进行编写，得到自动生成依赖关系makefile文件。在 Makefile.dep 中定义依赖关系，然后在 Makefile 文件中引用依赖关系进行编 译等操作。
实现连接多条命令：
创建管道，前一个命令的输出作为下一个命令的输入，管道的创建和关闭依靠函数对命令数组进行遍历，将命令的输入输出连接起来，在子进程中，函数执行当前命令，并将输出写入管道；在父进程中，函数等待子进程执行完毕，并将管道的输入端设置为下一个命令的输入。
编写测试用例：
对几种测试用例进行实现。
关键代码：
重写makefile：
exec_cmd函数实现
运行结果：
test_parse_cmd_1 pass
test_parse_cmd_2 pass
test_parse_pipe_cmd_1 pass
test_parse_pipe_cmd_1 pass
test_exec_cmd pass
test_exec_pipe_cmd pass
All test have passed!
>pwd
current working directory:/root/os/job6/sh4
>ls
Makefile Makefile.dep cmd.c cmd.h cmd.o main.c main.o parse.c
parse.h parse.o readme.md sh4 test test.in test.out
>exit
Job8/pc1.c
题目要求：
系统中有3个线程：生产者、计算者、消费者
系统中有2个容量为4的缓冲区：buffer1、buffer2
生产者
生产'a'、'b'、'c'、‘d'、'e'、'f'、'g'、'h'八个字符
放入到buffer1
打印生产的字符
计算者
从buffer1取出字符
将小写字符转换为大写字符，按照 input:OUTPUT 的格式打印
放入到buffer2
消费者
从buffer2取出字符
打印取出的字符
程序输出结果(实际输出结果是交织的) a b c ... a:A b:B c:C ... A B C ...
解决思路：
定义一个buffer结构体，用来存储buffer1与buffer2状态，定义buffer_is_empty(struct array a)、buffer_is_full(struct array a)、get_item(struct array *a)、put_item(struct array *a, char item)函数。
总共有三个角色，他们的关系是：计算者相当于生产者的消费者，“消费者”相当于计算者的消费者。
1.生产者产生字符后，查看buffer1的锁状态，加锁，之后判断buffer1是否为满，满则阻塞等待，反之放入缓冲区buffer1，之后唤醒等待的计算者线程，解开锁。
2.计算者被唤醒后，获取buffer1的锁，加锁，判断buffer1是否为空，如果空则阻塞等待，反之取出一个字符，转化为大写形式。之后再唤醒生产者，释放锁。接下来，它作为消费者的生产者，查看buffer2的锁状态，加锁，之后判断buffer2是否为满，满则阻塞等待，反之将字符放入缓冲区buffer2，之后唤醒等待的消费者线程，解开锁。
3.消费者被唤醒后，获取buffer2的锁，加锁，判断buffer2是否为空，如果空则阻塞等待，反之取出一个字符，输出到屏幕上，之后唤醒消费者，解开锁。
关键代码：
运行结果：
produce item: a
produce item: b
a:A
produce item: c
consume item: A
b:B
produce item: d
consume item: B
c:C
produce item: e
consume item: C
d:D
produce item: f
consume item: D
e:E
produce item: g
consume item: E
f:F
produce item: h
consume item: F
g:G
consume item: G
h:H
consume item: H
Job8/pc2.c
题目要求：
使用信号量解决生产者、计算者、消费者问题 功能与 job8/pc1.c相同
解决思路：
引入信号量结构体，并且定义多个信号量，通过sema_init()对信号量进行初始化，sema_wait()进行等待，sema_signal()进行释放。
总共有三个角色，他们的关系是：计算者相当于生产者的消费者，“消费者”相当于计算者的消费者，按一定的逻辑执行PV操作。
生产者首先执行 sema_wait(&empty_buffer1_sema)函数，如果buffer1存在空闲位置， empty_buffer1_sema减1，对buffer1进行加锁，加入字符后进行解锁。之后执行sema_signal(&full_buffer1_sema);进行加1操作后，唤起计算者进程。
唤起计算者进程后，首先执行sema_wait(&full_buffer1_sema);函数，如果buffer1存在值，则full_buffer1_sema减1，加buffer1的锁，取字符转换为大写形式，解开锁，之后执行sema_signal(&empty_buffer1_sema);此时empty_buffer1_sema加1，唤醒等待的生产者线程。之后作为生产者，向buffer2写字符，首先执行sema_wait(&full_buffer2_sema) 函数，判断是否buffer2有值，如果等到有值的情况，则full_buffer2_sema减1，加buffer1的锁，取字符转换为大写形式，解开锁，再执行ema_signal(&empty_buffer2_sema)，此时empty_buffer2_sema加1，唤醒等待的消费者线程。
消费者首先执行sema_wait(&full_buffer2_sema);对buffer2进行判断，如果有值，则full_buffer2_sema减1，加buffer2的锁，取字符打印输出，解开锁，再执行sema_signal(&empty_buffer2_sema)，此时empty__buffer2_sema加1，唤醒等待的计算者线程。
关键代码：
运行结果：
produce item: a
produce item: b
produce item: c
compute item before: a
compute item after : A
produce item: d
consume item: A
compute item before: b
compute item after : B
produce item: e
consume item: B
compute item before: c
compute item after : C
produce item: f
consume item: C
compute item before: d
compute item after : D
produce item: g
consume item: D
compute item before: e
compute item after : E
produce item: h
consume item: E
compute item before: f
compute item after : F
compute item before: g
compute item after : G
consume item: F
compute item before: h
compute item after : H
consume item: G
consume item: H
Job9/pfind.c
题目要求：
功能与 sfind 相同
要求使用多线程完成
主线程创建若干个子线程
主线程负责遍历目录中的文件
遍历到目录中的叶子节点时
将叶子节点发送给子线程进行处理
两者之间使用生产者消费者模型通信
主线程生成数据
子线程读取数据
解决思路：
分不同情况，如果路径为文件，则对文件进行查找是否有包含指定的字符串，输出行。如果路径为目录，则遍历目录与其子目录，将得到的文件路径与搜索的字符串添加到任务队列中。
创建WORKER_NUMBER个子进程，不同子进程从任务队列中获取任务并执行，即对指定文件进行查找。当任务队列为空时，等待新的任务加入。
主线程完成遍历后，根据WORKER_NUMBER添加标记，表示所有任务完成，子线程得到标记后，自动退出线程。
关键代码：
运行结果：
root@lisongqi-virtual-machine:/home/lisongqi/桌面/operating-system-experiment-ma
ster/job10# cc pfind.c -o pfind -lpthread
root@lisongqi-virtual-machine:/home/lisongqi/桌面/operating-system-experiment-ma
ster/job10# ./pfind test main
test/hello/hello.c: int main() {
test/world/world.c: int main()
root@lisongqi-virtual-machine:/home/lisongqi/桌面/operating-system-experiment-ma
ster/job10# ./pfind test int
test/hello/hello.c: int main() {
test/hello/hello.c: printf("hello");
test/world/world.c: int main()
test/world/world.c: printf("world");
Job11/http服务器
题目要求：
完成多进程版本的 httpd
放置在 job10/http/concurrent 目录下
解决思路：
主函数首先解析命令行参数，获取要监听的 IP 地址和端口号。然后使用 tcp_listen 函数创 建一个 TCP 服务器，该服务器会监听指定的 IP 地址和端口号。 在服务器开始循环等待客户端连接时，使用 tcp_accept 函数接受一个新的连接，然后使用 fork 函数创建一个子进程来处理客户端连接。在子进程中，调用 http_handler 函数来处 理客户端的 HTTP 请求，并在处理完毕后关闭连接。
通过 http_parse_req 函数解析客户端发送的请求，获取请求的路径。
判断路径是否以 "/app/" 开头，如果是则认为客户端请求的是一个 CGI 脚本，需要执行该脚本 并将输出发送给客户端。
如果路径不是以 "/app/" 开头，则判断路径对应的是一个文件还是目录，如果是目录则调用 generate_directory_listing 函数生成一个 HTML 目录列表并发送给客户端，如果是文 件则直接将文件内容发送给客户端。
在向客户端发送响应时，使用分块传输编码（Chunked Transfer Encoding）进行传输，这是 一种将消息分块传输的方式，可以在发送大量数据时提高传输效率。
关键代码
http.c
main.c
运行结果：
http://localhost:8080/
Hello World!
/a.html
/b.html
/c.html
/source
/app/now
/app/show_env?name=tom&age=10
/app/list_student
/add_student.html
/remove_student.html
