手搓OS-day1

今天进入正式开搓的阶段（霉比 maybe），今天比较大的阻碍还是代码障碍比较大，需要回顾和总结大量的基础，所以会显得人比较菜（其实就是菜），还有一个比较好的调试方式。然后就是对老师口中的玩具的分析（==好难玩的玩具==），从中结合我们学过的基本的操作系统的知识进行结合，体会其中状态机和程序的概念。

Python部分

Generator（函数生成器）

其中的重要关键字yield（生产，生成的意思 考研词汇），代码运行到yield关键字后会自动保存

一个弯弯绕的小栗子：

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def number_generator():
    for i in range(5):
        a=i+10
        yield a

def add_generator():
    f=0
    for i in range(5):
        a=i+10+f
        print(a)
        f=yield a


if __name__=='__main__':
    generator_1=number_generator() # 接收生成器对象
    for i in range(5):
        print(generator_1.__next__())
    
    generator_2=add_generator()
    # 直接调用next
    next(generator_2)
    # 采用send方式
    generator_2.send(10)  #  按道理这里应该是11，但通过send函数改变f的值后变为21

另外第一次启动生成器是不能使用send方法，会报错：

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TypeError: can't send non-None value to a just-started generator

对此有两种解决方案： ① 第一次启动是使用next()函数

② 第一次传入send()的值为None

match函数

match语句是 Python 3.10 中引入的一种结构模式匹配的特性，允许在数据结构中匹配复杂的模式。基本形式如下（==这个真挺好用的==）：

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match a,args:
	case "haha",xs:
        print(xs)
    case "lala",(f,args):
        .....

有一些接受函数返回参数的技巧：

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syscall,args,*_=self._func.send(self.retval)

*_和_可以有效的扔掉不想要的变量，保留有效变量

:= 运算符

:=运算符是Python3.10中的新特性，提供在赋值的同时并运算：

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t:=1+2
# 等价于
t=1
t+2

exec 函数

exec函数是Python标准库中的函数：

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exec(str,variables)

str是一段代码，exec执行该段代码，将运行后的函数接口传递到variable字典

一个小栗子：

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code = '''
def greet(name):
    print(f"Hello, {name}!")

greet("John")
'''

# 执行字符串中的代码
exec(code)

#创建一个全局字典，以方便调用
globals_dict = {}
exec(code, globals_dict)

# 从 globals_dict 中获取 greet 函数
greet_func = globals_dict['greet']

# 调用 greet 函数
greet_func("111")

SYS包

sys，就是system的简写，秉承着用多少学多少的理念我们先补一点，以后遇到了再补（懒狗）

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sys.avg #读取命令行中参数
#此外还有常用的path，先摆了

GDB

还是秉承用多少学多少，gdb是一种命令行调试工具，那就意味着没有IDE要用命令行打断点。

可以类比使用IDE的debug，程序在debug的模式下运行，同理在用gdb调试时也就要在gdb模式下调试，步骤如下：

  1. 编译要调试的代码：
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gcc -g -o tst tst.c

这里要提的是，-g使得能够在栈帧中查看代码和对应行号，具体对于栈帧的描述可以去查一下内存的虚拟映射，

  1. 在gdb下运行：
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gdb ./tst

运行结果

  1. 然后就可以用gdb指令进行调试了，下面罗列指令并且给出执行效果
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# 查看代码
list
# 或者
l

ls查看代码

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# 运行
run 
# 或者
r
运行 
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# 打断点
break n # n为行号 或者用
b n
# 查看断点
info b
# 禁用断点
disable b
# 重新启用
enable b
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# 执行下一条指令，但不进入函数体
next # 或者
n
# 进入函数体
step
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# 监视变量值
print # 或者
p

剩下的功能用到再学（咕咕）

VScode的一种调试方式

因为要运行一个类似这样的指令

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python os-model.py hello.py

才能运行整个程序，所以这给调试带来了困扰，因为我并不知道如何在debug的同时输入命令行，这里我想到了两个解决方案：

① 通过再写一个Python文件，通过os包执行指令就可以打上断点（天才），结果就是路径始终对不上

② 如下：

添加配置

添加参数args

这个args就代表的是命令中的参数

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python xx.py paramter

于是就可以顺利调试了。

OS玩具模型

这里还是简单画个图：

OS模型

简单解释一下，step提供了一个获取运行线程的下一步指令的功能，而run函数提供了一个将下一步指令转化为机器指令（可执行）的功能，而run中也就提供了各种系统调用的接口：比如随机切换线程，线程休眠，读写调用等等。

在实现中采用了一个很精妙的方法，通过对待运行文件的内容读取，并修改其中的系统调用为一个生成器函数，转入OS系统的栈中存储函数入口，然后通过OS运行就得到了运行结果（妙啊~），这里建议大家去看看代码。

Makefile先不写了，用到再写（咕咕）

参考链接

今日无