一、统一测试规则

每个任务建议限时 30 分钟独立尝试，之后再花 15–25 分钟解决问题。三个任务全部完成后，再根据情况复测。

测试时遵循以下规则：

1. 开始前关闭课程笔记，不复制以前写过的代码。
2. 可以使用编辑器、编译器和终端；独立阶段不查旧代码、不问 AI、不搜索实现方案。
3. 独立阶段结束后，记录当前状态，再决定是否查阅 man 手册、课程笔记或其他资料。
4. 每次程序运行都要观察实际结果，不能只以“编译成功”作为完成标准。

三个等级如何判定

这里有个重要区别：查过 man 2 read 的参数不代表你没有独立能力；直接复制现成程序却说不清原理，也不算真正掌握。

二、任务一：文件 I/O

独立编写文件复制程序

建议用时：30 分钟独立尝试 + 15–25 分钟纠错

测试要求

编写一个 C 程序，将源文件内容复制到目标文件。

例如：

./copy source.txt target.txt

程序至少需要做到：

• 使用 open() 打开源文件。
• 使用 open() 创建或打开目标文件，并设置合适的权限与标志。
• 使用 read() 读取内容，使用 write() 写入目标文件。
• 正确处理文件结束、系统调用失败和文件描述符关闭。

验收标准

基本复制成功

源文件与目标文件内容一致。

空文件测试

源文件为空时，程序正常结束。

较大文件测试

文件内容较多时仍能完整复制。

错误处理

源文件不存在时，程序给出错误信息并正常退出。

解释关键逻辑

能说明 read() 返回 0、返回 -1，以及 write() 未写完全部数据时分别应如何处理。

已验证 0/5 项。这里的勾选仅用于记录测试结果。

重点观察： 你是否考虑了 write() 可能只写入部分字节，而不是默认一次调用就能写完全部内容。这是文件 I/O 中值得特别检查的边界情况。

三、任务二：进程控制

使用 fork() 与 waitpid()

建议用时：30 分钟独立尝试 + 15–25 分钟纠错

测试要求

编写一个程序，使用 fork() 创建子进程，由父进程使用 waitpid() 等待并回收子进程。

要求能够区分父子进程，并观察它们的执行行为。

验收标准

正确创建进程

fork() 成功后，父进程与子进程能够执行各自的分支。

理解返回值

能解释 fork() 在父进程和子进程中分别返回什么。

等待并回收

父进程调用 waitpid()，且能够确认等待结果。

检查退出状态

能获取并解释子进程的退出状态，例如正常退出与异常终止的区别。

解释执行顺序

知道父子进程的输出顺序不一定固定，也知道 waitpid() 能保证什么、不能保证什么。

已验证 0/5 项。

重点观察： 你是否真正理解 fork() 之后执行流分成两条，以及 waitpid() 不只是“等一等”，还承担回收子进程资源的作用。

四、任务三：管道通信

使用 pipe() 实现父子进程通信

建议用时：30 分钟独立尝试 + 15–25 分钟纠错

测试要求

编写一个 C 程序：

1. 使用 pipe() 创建匿名管道。
2. 使用 fork() 创建子进程。
3. 让一方写入一段消息，另一方读取并打印消息。
4. 正确关闭双方不需要的管道端。

今天先做单向通信，不需要扩展成双向通信或多进程通信。

验收标准

消息传递成功

接收方打印的消息与发送方写入的内容一致。

理解管道两端

能够区分 pipefd[0] 的读端与 pipefd[1] 的写端。

正确关闭文件描述符

读方关闭不需要的写端，写方关闭不需要的读端。

程序能够正常结束

不会因为某一端仍然打开而导致读取端一直等待 EOF。

解释通信机制

能说明为什么管道需要在 fork() 前创建，以及父子进程如何继承管道文件描述符。

已验证 0/5 项。

重点观察： 管道通信最容易出现的问题不是 pipe() 调用本身，而是文件描述符的继承和关闭。某个进程仍然持有写端时，读端可能一直等不到 EOF。

五、今天最终要留下什么结果？

三个任务都做完后，不需要写长篇学习总结。每项只记录下面这些内容即可：

还有一个限制：不要因为某项拿到 B 或 C，就立刻扩展出十个新任务。 先完成三个抽查，再看结果决定下周的重点。

如果三个任务都能独立完成且解释清楚，下一步就不必继续反复练习这些基础例子，可以进入更接近真实项目的综合练习。如果某项需要查资料，也不必推翻之前的学习成果，只针对暴露出来的具体问题复练。

今天的目标不是把 Linux 系统编程全部学完，而是获得三个可靠的能力判断。