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rCore 2025 spring blog
第一阶段-Rust编程
- 这一阶段主要就是了解学习Rust的语法和特性, 以及完成所有的rustlings题目, 以及实现一些基础的数据结构和算法, 为之后的项目内容做准备.
- 我对rust的语法已经比较熟悉了, 其实rustlings之前也做过一遍, 所以很快, 但数据结构和算法的rust实现有点忘了, 这部分花了点时间
第二阶段-OS设计实现
- 这一阶段花了挺多时间, 因为一个完整的os内核内容和代码真的很多
- chapter1 应用程序与基本执行环境
- 这一届内容比较少, 主要是关于如何实现一个最小内核, 以及RustSBI使用的一些问题
- chapter2 批处理系统:
- 由于我以前没有接触过risc-v指令集和汇编语言, 所以在理解汇编指令, 链接脚本, 还有特权级的切换方面花了很多时间, 最后也是能够理解实验里给的代码都有什么作用
- 另外, 我找了内容更多的v3版文档阅读前两章, 发现内容确实很详细, 但不适合做实验, 因为对我来说是在是太多了, 当个参考书挺好, 遇到camp文档疑惑的地方去查以下非常有用, 因为逻辑是一样的, 但是跟着v3文档一步一步写代码实在是很痛苦, 主要是进度太慢了, 没有反馈动力不足继续做下去了.
- 所以后来我就主要看camp文档了, 而且不再一步一步跟着自己实现, 主要是在每一章的练习部分, 在实现的过程中再去仔细理解每一个模块的作用, 这样会好很多对我来说, 理解地也很快.
- chapter3 多道程序与分时多任务
- 这一章实现了简单的抢占式任务调度, 主要内容是程序上文的保存和切换
- chapter4 地址空间:
- 这一章内存虚拟化是非常重要的内容, 之后内核态和用户态就会在内存映射上隔离, 区分更明显了, 同时对上下文切换的汇编代码进行了一些补充修改
- 这一章对多级页表的介绍其实不详细, 但是我以前实现过x86架构上一个简单的4级页表, 以及动态内存分配器, 所以整体理解没有问题, 但是需要了解更多关于SV39多级页表的一些细节
- chapter5 进程及进程管理:
- 介绍了进程的抽象的实现, 在这个实验里相对于内存虚拟化来说并不难理解
- 通过进程实现经典的sys_fork()和sys_exec()系统调用
- 而且从这一张开始有了一个简单的shell了
- chapter6 文件系统与I/O重定向:
- os的又一大关键功能, 提供文件抽象和接口
- 这一章是目前为止最费劲的一章, 因为抽象层数太多了, 实现系统调用的时候非常容易搞乱, 而且到这里代码已经很多了, 层数也很深, 花了非常多的时间去理解调用的每一层都干了什么事, 但一些没有直接用到的API没有多看. 好在最后实现完成后, 本地测试一遍就通过了, 还是挺好的.
- chapter7 进程间通信:
- 主要实现进程间管道通信, 这里基于文件抽象来实现
- 在shell里还实现了重定向符号
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- chapter8
- 简单的笔记:
- 线程的用户态栈：确保在用户态的线程能正常执行函数调用；
- 线程的内核态栈：确保线程陷入内核后能正常执行函数调用；
- 线程的跳板页：确保线程能正确的进行用户态<–>内核态切换；
- 线程上下文：即线程用到的寄存器信息，用于线程切换。
- 线程抽象, 并发的要求, 锁的实现, (一般)信号量与实现, 条件变量
- 这一节还好, 对锁还算比较了解, 然后互斥锁是2元信号量, 也比较好理解, 就是条件变量不熟悉, 因为结尾的练习似乎不太需要, 对这一部分也没有改动.