完善进程模型与通信：设计新原型操作系统

本实验是关于计算机科学与技术专业的操作系统课程实践，主要针对2016级学生王凯祺（学号16337233）进行的进程通信实验。实验目标有两个关键点：一是深化进程模型的理解，通过设计和实现一组合作并发进程，使它们能够协同工作；二是掌握操作系统中的核心功能，如fork(), wait(), 和 exit() 系统调用。 实验要求在上一阶段的原型操作系统基础上进行进化，保持原有的基础特性，着重实现以下几个关键部分： 1. **基本原语的内核实现**：要求实现 do_fork(), do_wait(), do_exit(), blocked(), 和 wakeup() 控制原语，这些是操作系统中用于创建、等待和退出进程的核心操作。 2. **系统调用实现**：内核层面要实现 fork(), wait(), 和 exit() 这三个系统调用。这些调用允许用户空间的程序与内核进行交互，fork()用于创建新进程，wait()用于等待子进程结束，exit()则终止当前进程。 3. **进程控制块的扩展**：为了支持更多的进程和通信机制，需要对进程控制块 (PCB) 进行扩展。新增的数据项包括表示进程状态（死亡、就绪、运行、阻塞）、父进程PID、子进程数量以及退出子进程的返回值等。 在这个过程中，实验者采用了一种简化的方法，将进程状态减少到四种，通过中断服务程序处理fork(), exit(), 和 wait() 的逻辑。这些中断服务程序负责修改进程控制块的状态，以完成相应的进程操作。 实验步骤分为设计思路和扩展进程控制块两部分。设计思路强调了核心原语和中断在操作系统中的作用，以及如何通过修改进程控制块来实现这些功能。扩展进程控制块则具体描述了新的数据结构及其用途，如status字段用于跟踪进程状态，father_pid用于记录父进程关系，son_cnt表示子进程数量等。 这个实验不仅涉及基础的进程管理，还涉及到操作系统内核的设计和实现，以及对进程间通信的理解和应用，是一次全面锻炼操作系统原理和编程技能的重要实践。