实验概述¶
所有课程实验都需要 独立完成 。你应当 主动避免阅读、使用任何人/互联网上的XV6实验代码 。在实验中碰到问题很正常，发现问题时需沉着冷静，认真阅读实验指导书，查阅MIT 6.S081的官方网站以及XV6 book，尝试自己调试解决，也可以向同学/助教/老师请教调试的技巧。只有这样，你才能够得到真正的训练与收获！
关于第一次实验课考核
我们选择基于Linux系统的XV6作为操作系统实验的教学平台，因为它开源、自由，也有丰富的文档/课程资源（能让我们了解它内部的实现）。在做实验之前，首先必不可少地是实际动手操作Linux系统。为了激发同学们的学习热（压）情（力），我们将 在第一次实验课上进行Linux系统基础知识的考核 （助教会一对一地问一些简单的问题来确保同学们真正了解了，虽然考核分数不多，也请大家认真对待），要求同学们能提前学习如下内容：
（1） 请认真阅读实验概述中的内容，掌握实验平台/工具的使用、Linux开发环境基础知识；
（2） 请认真阅读实验一中的内容，了解xv6源码的运行环境，做好实验前的准备工作。
遇到凡（考）事（核）不要慌，当你能完成上述要求时，相信一定能通过本次考核!
实验说明
该部分说明了该实验需要完成的任务，以及要求达到怎样的目标。需要注意，本章实验上手很难，但是内容简单，大家需要 耐心理清楚 实验指导书的脉络。
特别推荐同学们观看由我校OS课题组、各级学长助教们合力为大家录制的XV6讲解视频，希望能够让大家对整个XV6系统有一个更为直观的认识，推荐大家按需观看：
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【HITSZ操作系统课程组讲解XV6（一）启动过程】
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【HITSZ操作系统课程组讲解XV6（二）进程管理】
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【HITSZ操作系统课程组讲解XV6（三）内存管理】
也可以观看B站上的MIT 6.S081/Fall 2020课程视频，通过学习这门课程可以让你对xv6操作系统有一个全面的认识。
1. 实验目的¶
- 认识xv6操作系统，并熟悉其运行环境。
- 复习并巩固系统调用、进程等理论知识，掌握在xv6上编写用户程序的方法，要求实现sleep、pingpong和find用户程序。
- 理解和掌握xv6的启动流程，包括资源初始化、第一个进程的诞生等，要求能够使用 gdb 以及 gdb-dashboard 分别打印出初始进程 initcode 和 init 程序的名字。
2. 实验学时¶
本实验为4学时。
3. 实验内容及要求¶
与xv6原有的实验不一样的是，本次实验需要实现3个Unix实用程序和xv6启动流程实验，并且对原实验做了修改 。这里展示的是程序功能和实验测试的最终效果，更多详细的介绍可在后续章节中阅读。为了降低难度，在实验步骤中给出了每个实验的提示。
3.1 sleep¶
为了让同学们能快速上手，我们在实验步骤中已经给出sleep程序的源码，同学们只需要按照实验步骤完成即可。sleep程序会等待用户指定的时间。请将代码写在user/sleep.c文件中。运行效果应该如下：
输入命令后，命令行会 ”暂停“ 一段时间 (10个ticks，ticks由内核定义，一个tick大概100ms)，然后输出"(nothing happens for a little while)"。
在xv6-oslab24-hitsz中，执行下面指令./grade-lab-util sleep，测试程序：
3.2 pingpong¶
你需要在xv6上实现pingpong程序，即两个进程在管道两侧来回通信。你需要使用两个管道(可以命名为c2f和f2c)，其中c2f用于子进程向父进程传输数据，f2c用于父进程向子进程传输数据。（思考一下能不能只用一个管道实现呢？）
任务要求如下：
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父进程向管道中写入数据，子进程从管道将其读出并打印
<pid>: received ping from pid <father pid>，其中<pid>是子进程的进程ID，<father pid>是父进程的进程ID。 -
子进程从父进程收到数据后，通过写入另一个管道向父进程传输数据，然后由父进程从该管道读取并打印
<pid>: received pong from pid <child pid>，其中<pid>是父进程的进程ID,<child pid>是子进程的进程ID。
请将代码写在user/pingpong.c文件中。然后运行XV6，在XV6命令行中输入如下命令，pingpong程序运行效果如下：(注意不要加尖括号)
也可以到xv6-oslab24-hitsz项目目录，执行下面指令./grade-lab-util pingpong，测试程序：
3.3 find¶
你需要在xv6上实现用户程序find，即在目录树中查找名称与字符串匹配的所有 文件或目录，输出文件的相对路径。该程序的 命令格式为“find <path> <name>” (注：这与Linux中的find命令格式略有不同，Linux中的对应格式为find <path> -name <name>)。请将代码写在user/find.c文件中。
任务要求如下：
- 在根目录新建 文件b （echo > b这个命令的效果就是清空（或创建并清空）文件b）时，当cwd(Current Working Directory)为根目录时，在根目录下查询b的输出效果应该如下：
- 在根目录新建 目录b （mkdir b 这个命令用于创建一个名为 b 的新目录（文件夹））时，当cwd(Current Working Directory)为根目录时，在根目录下查询b的输出效果应该如下：
- 另外，你还应当实现 递归查询 ，当要查询的目录或文件
target在根目录的某个子文件夹中时，你也应该将结果显示出来
也可以到xv6-oslab24-hitsz项目目录，执行下面指令./grade-lab-util find，测试程序
如果上述3个程序(sleep、pingpong、find)都能正常运行，可以到xv6-oslab24-hitsz项目目录，执行make grade指令测试：
3.4 xv6启动流程实验¶
Tip
实验过程中可以结合观看由我校录制的XV6讲解视频HITSZ操作系统课程组讲解XV6（⼀）启动过程视频 以及 使用gdb调试xv6启动流程（1)、使用gdb调试xv6启动流程（2），这会帮助你更好的理解xv6的启动流程和学会使用GDB调试。
学会使用 gdb 以及 gdb-dashboard 调试 xv6 启动流程，在调试过程中需要在两处地方使用 p cpus[$tp]->proc->name（$tp 是 tp 寄存器的值，xv6 使用它作为 cpu 的编号，这串式子其实相当于 myproc() 函数，但不知为何远程平台 gdb 不支持调用函数）打印出当前 proc 结构体的 name，分别打印出初始进程 initcode 和 init 程序的名字（打印的历史输出会保存在 gdb-dashboard 的 history 区域）。
最后需要提交一个 gdb 命令脚本文件（记得 git add 和 git commit 这个文件），命名为 commands.gdb，要求在 gdb 调试中使用 source commands.gdb 执行脚本后，会在 gdb-dashboard 的 history 区域中显示如下内容。
Tip
关于 gdb 命令脚本如何导出，请参考 GDB调试指南中的“4.2.2 历史与脚本”一节。
最终的 commands.gdb 文件（不限制长度，长度不算在分数内，但最短仅需6行，同学们可以尝试）应该类似这样：
...
p cpus[$tp]->proc->name # 应该先打印出 "initcode"
...
p cpus[$tp]->proc->name # 再打印出 "init"
da # 使用命令刷新 dashboard 并将上一个输出显示在 history 区域