国科大操作系统考试题解析：进程创建与硬盘读取

"这份资料是国科大杨立祥教授操作系统高级教程的2020年考试题目，主要涵盖操作系统核心概念与实现细节，包括引导加载、进程创建、并发执行和磁盘I/O管理等内容。" 详细解释： 1、bootsect、setup、head程序之间的衔接： 在操作系统启动过程中，bootsect通常是软盘或硬盘上的第一个扇区，包含了一个简短的程序，用于加载setup程序。setup程序进一步加载操作系统的其余部分，包括head程序，这些程序通常用汇编语言编写，以便于硬件交互。代码证据可能涉及到引导加载器的跳转指令，如在bootsect中调用`jmp short bootsect_label`来跳转到setup的入口点，然后setup再通过类似的方式加载head。jmpi0,8中的8可能是指向内存的偏移地址，表示将控制权转移至内存的特定位置。 2、copy_process函数参数的形成： 在Linux内核中，copy_process函数用于创建新的进程。它接受一个指向struct rusage结构的指针、一个标志值以及用户空间的参数。这些参数的形成来源于fork调用时的参数传递，如`clone`系统调用会传递参数，这些参数经过一系列处理后传递给copy_process。具体形成过程涉及用户态到内核态的转换、参数的解析以及内存分配等步骤。 3、fork函数的重复执行： 在进程0调用fork创建进程1时，fork函数的代码确实会执行两次，这是因为fork实际上是一个系统调用，它使用了内核的复制机制，包括复制父进程的上下文、分配新的PID、设置进程状态等。第一次执行后，fork返回两个进程的各自返回值，使得子进程跳过init()而进入循环。第二次执行则发生在父进程中，由于没有显式的跳转语句，这可能是由中断处理或调度机制引起的。在内核中，可能有一个类似`return_to_user`的函数，当系统调用完成后，将控制权返回给用户空间，从而再次触发fork调用。 4、进程读取硬盘文件数据块的过程： 当进程需要读取硬盘文件时，它会调用系统调用如read，该调用最终会到达ll_rw_block。在找到空闲缓冲区后，ll_rw_block会发起一个读磁盘请求，这涉及到IO控制器、DMA控制器等硬件的交互。在多进程环境下，内核会使用互斥锁或者信号量来确保并发读写的正确性，防止数据冲突。代码证据可能包括对缓冲区的锁定操作，如`down(&buffer_lock)`，以及向设备驱动发送读请求的代码，如`submit_bio(BIO_READ, bio)`。 以上四个问题都深入探讨了操作系统的核心功能，包括引导加载流程、进程创建机制、并发执行的控制以及I/O管理，这些都是操作系统课程中的重要知识点。