# XV6 A simple, Unix-like Teaching Operating System Chapter 0

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## Chapter 0 Operating system interfaces (shell)

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- OS
1. 管理多個 Programs 共享一台電腦的資源，使其更有效率。(記憶體)
2. 管理抽象硬體層。(Device.c)
3. 利用短時間的不同 Programs 交換執行達到同時執行。(排程)
4. 提供方式使 Programs件可以交戶作用共享資源或一起工作。(Pipe or MailBox,Semaphone,Mutex)


:::info
補充：
[reference][http://finalfrank.pixnet.net/blog/post/27781751-program---process---thread-%E7%9A%84%E5%B7%AE%E5%88%A5]
- Program
- 放在二次儲存裝置中，尚沒有被Load到記憶體的一堆Code稱之為「程式」。 (也就是還是死的)

- Process
- 已經被Load到記憶體中，任何一行Code隨時會被CPU執行，且其宣告的在記憶體的變數的值會隨著需求而不斷變動。稱之為「程序」。(也就是活的Program)

- Thread
- 在同一個Process底下，有許多自己的分身，就是Thread，中文又翻成執行緒。以往一個Process一次只能做一件事情，因此要一面輸入文字，一面計算字數，這種事情是不可能的。但是有了Thread之後，可以在同一個Process底下，讓輸入文字是一個Thread，計算文字又是另外一個Thread，對CPU來說兩個都是類似一個Process，因此兩個可以同時做。

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### Processes and memory

- Compare
- xv6的Process分兩部份，User Space 和 Kernel Space。
- 與Linux相同利用fork()的方式新增子Process。
- 與Linux不同的地方是xv6都是以root user執行。

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### I/O and File descriptors
[reference][http://www.study-area.org/cyril/scripts/scripts/node32.html]

- 一個程式最基本的會自動開啟三個檔，操作時相對應的代號就是file descriptor， 其實也就是作業系統每次要到的file descriptor，是per process的
- 0 standard input 通常就是鍵盤
- 1 standard output 通常就是螢幕 buffer I/O
- 2 standard error 通常就是螢幕

- Shell有10個file descriptor，即0~9。其中0,1,2是stdin,stdout,stderr。3~9通常是給opening file使用，另一種用法用於I/O redirect。(pipe,tee,exec)

- Rule:
- ``<`` 是input (< == 0<)
- ``>`` 是output (> == 1>)

- 一些重要的I/O導向:
- ``>`` 重新導向並且先把檔案虧空
- ``>>`` 把結果導向並且 append 到檔案後
- ``<`` 重新導向 standard input
- ``>&n`` 把 standard out 丟給 file descriptor n
- ``<&n`` 從 file descriptor n 拿東西給 standard in
- ``>&-`` close standard out
- ``<<`` text 把 stanadard in 導向，直到讀到 text 為止。

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### Pipes
- 當兩個不同的Process要溝通時，我們可以用pipe來達成。簡單來說，pipe就像是一條水管，連接兩個Process，其中一端寫入資料到水管，另一端便可從水管中讀出此資料。
- 這個管線命令『 | 』僅能處理經由前面一個指令傳來的正確資訊，也就是 standard output 的資訊，對於 stdandard error 並沒有直接處理的能力。

- Differences between pipes and temporary files
1. Pipe 會自我清除
2. Pipe 可以傳遞任意長度的Data
3. 管道允許同步，兩個Process可以利用一對Pipe進行兩者訊息傳遞。

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### File system
- 一個文件就是一個簡單的字節數組，xv6實作目錄為一顆數，根節點是一棵特殊的目錄root。

- 可用指令改變現在目錄

:::warning
Meeting 時用 Terminal DEMO 。
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