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2022开源操作系统训练营第一阶段总结-my-vegetable-has-exploded

感谢老师和助教们贡献了这么好的课程。回顾一下这段时间的学习历程,首先是感谢课程提供的良好的资源,推荐的资料阅读大有脾益,比如那本risv手册易懂又不失深刻。课程的lab结构是一点点增加模块拓展而来的,上手难度平缓,对简易操作系统实现的核心思想有了更进一步的了解。

之前上杨力祥老师的操作系统课程,杨老师给我影响最深刻的一句话是要能够把系统结构画图花出来。 在阅读文档和代码过程中,感觉能把代码结构中的类之间的关联与作用机制、结构和内存磁盘等设备的作用原理搞清楚,能在脑袋里面建立一个大致的相互作用图景,对于理解操作系统非常有益。

第五周 12.4

主要是阅读代码比较深入地理解了一下,page_table、memory_set、frame_tracker、frame_alloc和taskcontrolblock之间的交换关系(此处应该有一张图,菜狗先TODO吧),通过sys_write理解内存通过使用current_token将用户地址翻译后再执行操作的方式。然后开写了lab2,是真的拉跨,编写+调试搞了一天多。主要调试内容包括

1、mmap时,使用find_pte,已经分配的第三级页表时,查询临近页可能返回Some(pte)需要同is_valid()判断一下。

2、MapPermission和port中排列不同,不要随便复制粘贴 (这个导致两个有mmap后然后write的ut,直接hang住了,感觉可以增加一点提示)

3、translated_ptr推荐使用模板

4、页表不足一页的地方如何处理,需要阅读具体代码。

第六周 12.13

lab3内容相比而言整体结构改动较小,主要将TaskManager功能下放到TCB,TaskManager只保留了ready_queue的功能。

整体流程比较清晰, 感觉可以比较注意的是,完成初始化的进程,通过设置trap_cx,通过trap_cx设置堆栈、a0、entry_point,__switch后以trap_return 的方式回到用户态进行。以及 fork 通过设置 新task的a0为0,使if(fork()==0)进入不同分支。

lab内容较为清晰, spawn只要是模仿fork+exec代码, stripe算法也主要集中在tcb和run task中。

第七周 12.21

文件系统这一章整体感觉整体复杂一点,需要理清楚inode、disk_inode、dirent和data_blocks之间的关系,已经真的操作系统抽象出来的efs如何管理操作系统磁盘空间。 相对而言, 理解整体架构会比前两章困难一些。 另外感觉这一章的代码也有挺多的可以学习的地方,比如文件操作中如何通过泛型和闭包将字符串转为类型进行操作。

lab4的主要流程时实现link操作, 因为dirent的设置关系,保留指向文件不是很方便,所以直接将dirent中的inode直接指向了目标源文件的inode(多盘link直接寄了),另外将nlink直接保存在disknode中,方便操作和读取,unlink中对disknode和stat的操作中问了一点问题,调试了很久,unlink中需要对所在文件夹的dirent进行清理,然后本实验test中,unlink自身可以对文件进行清理,需要主要,不过因为实验中对inode和block的gc没有更进一步要求,也没有做更详细的处理。

第xxx周 1.14

终于考完了试和糊完了大作业。

管道一章的主要内容是通过fd的前三项和类ring buffer的管道,实现重定向的功能,以及拓展了sys_exec参数,执行中可以通过字符串传参(主要需要对split后多个参数的字符串需要压内核栈进行了一些处理。

并发章节中首先引入了线程机制,将process中的trap_ctx等和任务执行相关的模块下方到线程的TaskControlBlock中(当然为了manager调度,tcb中需要放入process的weak引用),process中管理多个线程,manager中还是只保留add_task和fetch_task功能。

并发的同步互斥机制主要将mutexlock、semaphore和cond_var等放入ProcessControlBlock中,在ProcessControlBlock维护其相关结构,比较需要理清的地方在于,lock、sema_down和cond_wait的阻塞,都是通过讲自身task的引用放入wait_queue中,然后执行block_current_and_run_next来完成。在条件满足时,unlock、sema_up和cond_signal会从wait_queue中pop出task,然后通过add_task加入系统wait_queue中。

lab5的代码,个人感觉主要点在于,因为尝试获取资源然后blocking的时候只设置need,获取到资源后再配置alloc。 结合上文中讲得调度策略设置alloc、need,以及在tcb::new和exit_current_and_run_next时进行算法线程空间的分配和回收,可以比较清晰地完成lab5。(但是被copilot的假算法补全狠狠搞了一手)