操作系统实践报告

操作系统实践报告多进程题目sh1.c:实现shell程序，要求具备如下功能支持命令参数$echoarg1arg2arg3$ls/bin/usr/bin/home实现内置命令cd、pwd、exit$cd/bin$pwd/bin思路：说明：首先设置一个死循环模仿shell终端，读取用户的输入，并且根据空格将输入拆分成字符串数组，然后调用excute这个子函数进行处理。1.echo根据数组第一个元素来判断命令是什么，判断出是ehco后，fork一个新的进程，将其后的内容一个个输出出来，并且父进程等待子进程退出后再执行，确保输出在屏幕上时不被打断。2.ls读取用户输入并且根据拆分的数组判断出是ls命令后，fork一个新的进程，调用execlp函数将/bin/ls下的ls程序装入子进程并将拆分的数组参数部分传递给ls即可，同样的，父进程等待子进程退出，确保输出在屏幕上不被打断。3.cd同样是根据输入并拆分成数组后判断出是cd命令后，fork一个新的进程，然后调用chdir并将拆分数组的参数部分传递给chdir作为实参即可。4.pwd同样是根据输入并拆分成数组后判断出是pwd命令后，fork一个新的进程，然后调用system(pwd)即可，此命令也可以用来验证上面的cd命令是否正确执行。5.exit根据用户输入逼格拆分的数组判断出是exit命令后，excute子函数返回-1，在循环中检测excute的返回值，如果是-1则直接return，退出模仿的shell终端。sh2.c:实现shell程序，要求在第1版的基础上，添加如下功能实现文件重定向$echohellolog$catlogHello思路：接sh1.c的描述，若判断出是echo命令后，要再次判断拆分的字符串数组中有无“”出现，如果有，则把“”之前、echo之后的内容作为输出，把“”之后到“”之后的第一个空白字符作为文件名，fopen创建文件并fwrite将输出内容输出到该文件中，并关闭文件。sh1.c和sh2.c的源代码：#includestdio.h#includeunistd.h#includefcntl.h#includestring.h#includesys/types.h#includesys/wait.h#includestdlib.h#defineLEN256#defineWIDTH256#defineHEIGHT10voidsplit(charsource[],chardest[HEIGHT][WIDTH]){char*p;p=strsep(&source,);inti=0;for(i=0;p[i]!='\0';i++){dest[0][i]=p[i];}dest[0][i]='\0';intj=1;while(p){p=strsep(&source,);if(p){for(i=0;p[i]!='\0';i++){dest[j][i]=p[i];}dest[j][i]='\0';j++;}}}intexecute(charcomm[HEIGHT][WIDTH]){if(strcmp(comm[0],echo)==0){intpid=fork();if(pid==0){inti=0;intis=0;for(i=1;comm[i][0]!='\0';i++){if(comm[i][0]==''){is=1;break;}}if(is==1){puts(comm[i+1]);FILE*fp=fopen(comm[i+1],w+);intj=0;for(j=1;ji;j++){fseek(fp,0,SEEK_END);fwrite(comm[j],strlen(comm[j]),1,fp);}fclose(fp);}else{intj=0;for(j=1;comm[j][0]!='\0';j++){printf(%s,comm[j]);printf();}printf(\n);}}else{intstatus;wait(&status);}}elseif(strcmp(comm[0],ls)==0){intpid=fork();if(pid==0){if(comm[1][0]=='\0'){execlp(/bin/ls,ls,./,NULL,NULL,NULL);}else{execlp(/bin/ls,ls,comm[1],NULL,NULL,NULL);}}else{intstatus;wait(&status);}}elseif(strcmp(comm[0],cd)==0){intpid=fork();if(pid==0){chdir(comm[1]);}else{intstatus;wait(&status);}}elseif(strcmp(comm[0],pwd)==0){intpid=fork();if(pid==0){system(pwd);}else{intstatus;wait(&status);}}elseif(strcmp(comm[0],exit)==0){return-1;}return1;}intmain(){while(1){charcommand[LEN];charsplitArray[HEIGHT][WIDTH]={{'\0'}};printf(%s,);gets(command);split(command,splitArray);inti=0;if(-1==execute(splitArray)){return0;}}}sh3.c:实现shell程序，要求在第2版的基础上，添加如下功能实现管道$cat/etc/passwd|wc-l实现管道和文件重定向$catinput.txt321321$catinput.txt|sort|uniq|catoutput.txt$catoutput.txt123思路：首先读取用户输入，以“|”为分隔符将输入分割成字符串数组，然后在一个while循环中依次执行下面的动作：代码中通过pipe()函数来创建管道，创建之后父进程和子进程一个只能向管道写内容，一个只能向管道读内容。然后利用dup()函数来把进程的输入流或者输出流重定向到管道里，这样就能实现管道的操作。实现的时候注意可以使用多个“|”来迭代进行管道操作，需要使用一个循环来处理。用system执行每一条命令，同时还要注意最后一个操作的输出流是标准输出（即屏幕），不需要重定向到管道里，需要特殊处理一下。源代码：#includestdio.h#includeunistd.h#includefcntl.h#includestring.h#includesys/types.h#includesys/wait.h#includestdlib.h#defineLEN256#defineWIDTH256#defineHEIGHT10voidsplit(charsource[],chardest[HEIGHT][WIDTH]){char*p;p=strsep(&source,|);inti=0;for(i=0;p[i]!='\0';i++){dest[0][i]=p[i];}dest[0][i]='\0';intj=1;while(p){p=strsep(&source,|);if(p){for(i=0;p[i]!='\0';i++){dest[j][i]=p[i];}dest[j][i]='\0';j++;}}}main(){charcommand[LEN];charsplitArray[HEIGHT][WIDTH]={{'\0'}};printf(%s,);gets(command);split(command,splitArray);inti=0;for(i=0;splitArray[i][0]!='\0';i++){puts(splitArray[i]);}intp[2];pipe(p);intj=0;for(j=0;splitArray[j+1][0]!='\0';j++){if(fork()==0){//Childprocessclose(0);close(p[0])close(p[1]);dup(p[0]);system(splitArray[j]);}else{//Parentprocessclose(1);close(p[0])close(p[1]);dup(p[1]);system(splitArray[j+1]);}}}多线程题目pi1.c:使用2个线程根据莱布尼兹级数计算PI莱布尼兹级数公式:1-1/3+1/5-1/7+1/9-...=PI/4主线程创建1个辅助线程主线程计算级数的前半部分辅助线程计算级数的后半部分主线程等待辅助线程运行結束后,将前半部分和后半部分相加思路：计算公式前1000项，主线程计算前5000项，子线程计算后5000项，主进程等待子进程结束，通过pthread_join(sub,(void**)&result);的result参数获取子进程计算结果再相加即可。源代码：#includestdio.h#includeunistd.h#includestdlib.h#includepthread.h#defineLEN10000structresult{floatsum;};void*subThread(){inti;floatj;structresult*result;floatsum1=0,sum2=0,sum=0;for(i=LEN/2+1;i=LEN;i++){j=i;if(i%2==0){sum1+=1/(2*j-1);}//printf(%f\n,sum2);if(i%2==1){sum2+=1/(2*j-1);}}//printf(%f\n,sum1);sum=sum2-sum1;//printf(%f\n,sum);//printf(%f\n,sum);result=malloc(sizeof(result));result-sum=sum;returnresult;}intmain(){inti;floatj;floatsum1=0,sum2=0,sum=0;for(i=1;i=LEN/2;i++){j=i;if(i%2==0){sum1+=1/(2*j-1);}if(i%2==1){sum2+=1/(2*j-1);}}sum=sum2-sum1;//printf(%f\n,sum);pthread_tsub;pthread_create(&sub,NULL,subThread,NULL);structresult*result;pthread_join(sub,(void**)&result);sum+=result-sum;printf(%f\n,sum);return0;}pi2.c:使用N个线程根据莱布尼兹级数计算PI与上一题类似，但本题更加通用化，能适应N个核心，需要使用线程参数来实现主线程创建N个辅助线程每个辅助线程计算一部分任务，并将结果返回主线程等待N个辅助线程运行结束，将所有辅助线程的结果累加思路：设计算公式前1000项，读取用户输入的线程数目N，通过pthread_create(&workers[i-1],NULL,compute,myparam);产生N个线程，并且通过myparam设置每一个线程计算的起始项和终止项，通过pthread_join(workers[j],(void**)&myresult);等待每个线程结束并通过result获取结果，将结果相加即可。源代码：#includestdlib.h#includestdio.h#includepthread.h#includeunistd.h#defineLEN10000#defineMAX_WORKERS100struct