axsl666-2023秋第二阶段总结

Axsl666-2023秋季OS训练营第二阶段总结

首先感谢learningOS社区的所有贡献者。前几次训练营因为错过报名时间而未能参加，终于在2023秋季参与到了本次训练营活动。

实验一内容总结

多任务系统的简单实现

• 扩展 TaskControlBlock：
  • start_time
  • started
  • syscall_times
• 设计 TaskManager 的公共接口
  • add_syscall_times
  • get_current_task_info
• 在相应函数中更新 TCB 数据, 记录开始时间：
  • run_first_task
  • run_next_task
• 在系统调用处理函数中调用 add_syscall_times 更新 TCB 中的记录
• 完成 sys_task_info 系统调用
  • 主要是调用 get_current_task_info 并返回 TaskInfo。

实验二内容总结

系统开启虚拟地址空间

重写 sys_get_time 和 sys_task_info

• 在内存管理中增加 translated_mut_ptr 函数，实现进程用户地址空间中的指针到可变引用的转换
• 其余类似 ch3 中的操作

mmap 和 munmap 匿名映射

• 内存管理接口
  • delete_frame_area
• 任务管理接口
  • mmap：调用insert_framed_area增加映射区域
  • munmap：调用delete_frame_area删除映射区域
• 系统调用的实现
  • 合法性检验
  • 调用任务管理接口 mmap 和 munmap

实验三内容总结

实现进程管理相关系统调用

实现系统调用 spawn

• 扩展 Task 公共接口
  • spawn
    • MemorySet::from_elf 新建地址空间，用户栈，程序入口点
    • 分配 pid 与内核栈
    • 建立 TCB
    • 加入父进程的子进程链表
    • 准备 TrapContext
    • 返回新子进程的TCB
• 完成系统调用功能
  • sys_spawn

实现 stride 调度算法

• 扩展 TCB
  • stride
  • priority
• 扩展 Task 公共接口
  • set_priority
• 修改 TaskManager 调度算法
  • fetch 修改为 stride 调度算法
• 完成系统调用功能
  • sys_set_priority 调用 set_priority

实验四内容总结

实现几个文件系统相关系统调用

sys_linkat

• 给 File trait 增加 fstat 接口
• 扩展 efs 中 DiskInode 接口
  • get_inode_id： get_disk_inode_pos的逆过程
• 在 vfs 中 Inode 增加接口
  • create_link
    • 新建目录项，(new_name, old_inode_id)
• 完成系统调用 sys_linkat

sys_unlinkat

• 给 File trait 增加 fstat 接口
• 扩展 efs 中 DiskInode 接口
  • get_inode_id： get_disk_inode_pos的逆过程
• 在 vfs 中 Inode 增加接口
  • delete_link
    • 遍历目录下所有目录项，找到与对应文件名相同的inode
    • 删除（清空）对应目录项
• 完成系统调用 sys_unlinkat

sys_stat

• 给 File trait 增加 fstat 接口
• 扩展 efs 中 DiskInode 接口
  • get_inode_id： get_disk_inode_pos的逆过程
• 在 vfs 中 Inode 增加接口
  • inode_id: 实现获取自身 inode id
  • isdir：判读是 inode 否为目录
  • linknum: 获取 root inode 下的某一个 inode id 对应的硬链接数量
• 完成系统调用 sys_stat

实验五内容总结

本节主要几种同步原语与及其内核实现。

• 加入死锁检测机制，实现银行家算法。
• 扩展 PCB 和 TCB
  • 可利用资源向量 分配矩阵 需求矩阵
• 数据更新
  • 相关系统调用时进行更新数据
• 检测算法
  • 获取资源前进行死锁检测