操作系统实验：信号量与动态内存管理

"吴侃的实验室71主要探讨了操作系统中的信号量机制和动态内存管理。实验涵盖了信号量的手动和自动释放、动态内存的申请和释放，以及C++中断程序的实现优化。实验旨在通过实践理解这些核心概念，并在ArchLinux环境下进行。 一、信号量机制 信号量是操作系统中一种协调并发进程访问共享资源的同步工具。在这个实验中，吴侃实现了P操作（semWait）和V操作（semSignal），这两个操作是信号量的核心。P操作会降低信号量的值，如果值小于0，则进程会被阻塞并添加到阻塞链表；V操作则会增加信号量的值，如果增加后值大于或等于0，可能会唤醒一个阻塞的进程。此外，实验还涉及了自动释放机制，通过记录创建信号量的进程ID（runid），可以在进程结束时自动释放信号量，避免死锁的发生。 二、动态内存管理 动态内存管理允许用户程序在运行时按需申请和释放内存。在实验中，吴侃实现了内核级别的内存分配和回收功能，模拟了C++的new和delete操作。这包括了内存的申请（如brk系统调用或mmap函数）、内存块的管理（如空闲列表维护）以及内存释放的策略。这种机制确保了内存的有效利用，减少了内存泄漏的可能性。 三、C++实现中断程序的优化 实验还关注了如何在C++中更好地处理中断程序。可能的优化包括了异常处理机制的改进、中断上下文的保存与恢复，以及中断服务例程的封装。通过这样的改进，可以确保中断处理的效率和系统的稳定性。 四、实验环境与工具 实验在ArchLinux 4.5.1系统上进行，使用了qemu-system-i386或bochs作为虚拟机，Vim作为编辑器，NASM进行汇编，g++编译C++代码，GNU ld链接，GNUMake构建项目，Bochs进行调试，以及VMWareWorkstation12Pro作为虚拟机软件。此外，dd工具用于文件的合并操作。 通过这个实验，吴侃深入理解了操作系统中的并发控制和内存管理的关键技术，同时也掌握了在实际环境中实现这些机制的方法。实验结果不仅验证了理论知识，也为后续的系统开发和调试工作打下了坚实的基础。"