阶段目标与晋级条件

• 从零开始构建操作系统的各个模块，不断完善操作系统核心功能

• 完成5道rCore操作系统大实验编程题，深入领会OS重要概念，掌握必备技能

• 排行榜积分达到500分，方可进入项目阶段学习，参与团队合作完成关键任务

阶段个人总结

从本阶段开始本人感到明显的学习吃力，各种新概念在教学过程中如泉涌般浮现在脑海，难以在短时间内完全消化完毕。 故专门抽出一整个周末以及课余时间反复研读与理解教学文档，深入洞悉各种新概念的内涵，在彻底理解相关知识点后再结合视频直播中老师的讲解理解每一行代码的实现逻辑（5W1H原则：‌Why（何因）‌、‌What（何事）‌、‌Where（何地）‌、‌When（何时）‌、‌Who（何物）‌、‌How（何法））。在确保完全弄懂文档知识点与代码的实现逻辑之后，方才着手完成每个实验的习题。

通过本阶段的学习，我也认识到学习操作系统相较于其他编程实践项目需要投入更多的精力，对于陌生的技术栈需要花更多的心思去理解其技术细节与应用方式，不能向以前一样盲目自信而心不在焉地学习。同时这几次实验也建立起我实战大型编程项目的经验，为以后参与更多更繁杂的编程项目打下基础。

阶段目标与晋级条件

• Rust编程语言为学习操作系统设计与实现打下坚实基础

• 通过完成100道Rustling编程题，强化训练Rust编程技能

• 该阶段排行榜达到满分可晋级，进入专业阶段学习

阶段个人总结

Rust 语言是参加本训练营必须掌握的一门语言，因为本训练营的所有项目均基于本语言编写。由于本人已学习过 Rust 编程语言，故本阶段无太大压力，跟着晋级要求完成 rustlings习题后即达成目标。

而重点是后续专业阶段 rCore 操作系统的学习与代码理解，因操作系统相关知识早已忘记（虽然曾跟着网络教程阅读过 Linux 内核源码，但年代久远早已忘记细节），故需要一定时间重拾相关知识，并跟着实验在旧知识基础上提升自己的理解水平。

附：本人学习 Rust 语言的主要参考视频教程。

第一阶段 - rust基础与算法

由于我有rust基础，没有遇到什么困难，但还是第一次完整地做一次rustlings，有一定收获

第二阶段 - 专业阶段

实验环境配置

rcore开发的环境配置比较繁琐，而我恰好比较熟悉nix，因此我用nix定义的一个完美兼容rcore的开发环境。由于不需要 rustup ， 必须在 os/Makefile 中禁用 rust 环境的检测. flake.nix 如下：

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{
  description = "rCore dev flake";

  inputs = {
    nixpkgs.url = "github:NixOS/nixpkgs/nixpkgs-unstable";
    oldnixpkgs.url = "github:NixOS/nixpkgs/7cf5ccf1cdb2ba5f08f0ac29fc3d04b0b59a07e4";
    flake-utils.url = "github:numtide/flake-utils";
    rust-overlay = {
      url = "github:oxalica/rust-overlay";
      inputs.nixpkgs.follows = "nixpkgs";
    };
  };

  outputs = {
    nixpkgs,
    oldnixpkgs,
    flake-utils,
    rust-overlay,
    ...
  }:
    flake-utils.lib.eachDefaultSystem (system: let
      pkgs = import nixpkgs {
        inherit system;
        overlays = [(import rust-overlay)];
      };
      oldpkgs = import oldnixpkgs {
        inherit system;
      };
    in {
      devShells.default = pkgs.mkShell {
        packages = with pkgs;
          [
            (rust-bin.nightly."2024-05-02".minimal.override {
              extensions = [
                "rust-src"
                "llvm-tools"
                "rustfmt"
                "rust-analyzer"
                "rust-docs"
                "clippy"
              ];
              targets = ["riscv64gc-unknown-none-elf"];
            })
            cargo-binutils
            python3
            gdb
            tmux
          ]
          ++ [oldpkgs.qemu];

        # 进入环境后显示rust和qemu版本
        shellHook = ''
          rustc --version
          cargo --version
          qemu-system-riscv64 --version
          qemu-riscv64 --version
        '';
      };
    });
}

这份 flake.nix 也已经分享到官方问答论坛

第一/二章

阅读这两章需要先了解riscv，特别是特权级相关设计。

主要参考:

• RISC-V开放架构设计之道
• The RISC-V Reader: An Open Architecture Atlas 前一个的英文原著，而且有能下载到单独的RISC-V Green Card，方便查阅
• RISC-V Instruction Set Manual 完整详细

第三章：多道程序与分时多任务

学习了系统调用，陷入等知识，上下文切换过程中通用寄存器和CSR的使用加深了我对riscv特权级设计的理解。

本章练习较为简单。

第四章：地址空间

SV39的设计又引入了若干相关的寄存器，如satp, pmp csr。查阅riscv manul以加深理解。

本章练习中，为了处理请求映射已经被映射的页的错误，我使用了Result错误传递，无法想象如果不使用Result和?语法糖我的代码会多么丑陋。然而很奇怪，整个rcore中极少使用Result。

第五章：进程及进程管理

本章内容比较轻松，完善了TCB的设计并实现fork()和exec()系统调用。

本章练习也比较简单。

第六章：文件系统

easy-fs is NOT easy！层层抽象几乎让我晕头转向！

尽管如此，easy-fs囊括了superblock、索引节点、blockcache等现代文件系统中的基础概念，似乎不能再精简了。

link和unlink操作主要是查找inode并创建/删除目录项。在inode_block里创建与删除目录项无非是一些线性序列的操作，但由于没有封装成&[DirEntry]，需要手动操作，比较费劲。将来有空我会尝试改进一下。

第七章：进程间通信

本章内容较少，但进程间通信是个大话题，还需拓展学习。

第八章：并发

学习了多线程的同步与互斥。

练习：学习了死锁检测算法

第一阶段

好几年前就被 Rust 的性能和并发功能吸引，无奈日常没有运用，只能学而时习之。不过 Rusting 还是没有什么难度的，多看看文档，轻松拿下不是问题。

第二阶段

第二阶段就需要了解操作系统原理了，各类教科书都停留在原理阶段，学完了也不知道自己学会了没有。
lab1 比较简单，原理是需要了解特权级和系统调用，实践上懂得在哪里记录数据和返回即可。
lab2 难度提升不小，原理上需要了解页表机制，多级页表极其抽象，算是一个难点。实践上要注意内核态拿到的是用户态的虚拟地址，要注意转换而不是直接访问。
lab3 难度不大，原理上就是进程那些事，不算难。实践上因为基础代码都已经提供了，依样画葫芦很容易就能通过。
lab4 感觉也是不算难的，原理上就是各种数据结构的管理。实践上因为现在的文件系统比较简易，很多可以不过多考虑直接取巧实现。最大的问题是我的机子性能太差，跑全部测试必定超时，我误以为是自己代码问题。
lab5 感觉是个巨坑，原理上实验说明写的模模糊糊，完全看不懂。实践上也是感觉测例不完善，虽然顺利通过了，但是没把握实现是正确的。

紧赶慢赶，终于是在交上了最后的实验，带着许多想法，写下了这篇总结。同样作为清朝老兵，我又回来了。

一阶段：Rust 110 道算法题

在第一阶段，主要通过编写 110 道算法题，掌握 Rust 编程的基本和高级特性。Rust 语言强调安全性和高效性，
这在算法编程中尤其重要，是的，单个语法题目还是比较轻松的，查阅资料什么的也都可以直接解决。当真正开始算法部分的
题目的时候，才开始慢慢体会到rust的折磨——借用检查器（Borrow Checker）、所有权（Ownership）以及生命周期（Lifetime）等概念
统统在处理复杂数据结构时痛击我，Rust 的强类型系统帮助我减少了运行时错误，经常是我的逻辑天衣无缝，但还是borrowed error。
没事，慢慢折磨吧，折磨多了就会了。。。

实际上，作为清朝老兵，一阶段倒是没花多少时间，翻出以前的仓库，看看填填也就过去了，但是当时熬夜做rustlings的日子仍然是我挥之不去的记忆。酸爽！

二阶段：实现 rCore 简单内核

是的，一拳打爆rcore。第二阶段则是操作系统开发，说白了就是补全各种系统调用。我也慢慢感受到书上说的种种在我看起来毫不起眼的东西，真正实现起来是真的困难,(这里点名虚拟内存和文件系统，东西是真的很多)，每个ch都是一脸懵到嘎嘎乱写，然后对着panic疯狂调，期间甚至一度动摇额我的计算机世界观——计算机是真的有玄学啊。不过还好，总是能在某些神奇的地方调调代码就神奇地通过了测试，也是给我留下了不少的未解之谜。

在二阶段确实收获了不少，我现在对于一些较大的工程项目已经没有感觉了，也确实是慢慢熟悉rust了，好玩，爱玩！期待后面的考核。

祝训练营越办越好！希望能在虚拟内存和文件管理那多讲一点，确实很抽象。

最后，感觉你读完我的碎碎念，不管怎样，还是磕磕绊绊弄完了这两个阶段，也算是给上半年自己中间跑路一个交代吧，行文至此，拜拜。

moyigeek 的2024秋冬rcore训练营阶段二笔记

前言

• 一个大三学生, 偶然看到这个学习活动就来玩一下了. 之前学校操作系统课学了个寂寞, 正好来学多点补全知识, 并且练练rust.

rustling

• 这个还好, 以前有点点rust基础. 做着没什么困难, 顺便查漏补缺了一下.

rcore

• 二阶段开始, 内容一下多了起来, 文档看着也挺枯燥的, 有些地方感觉写得对小菜菜不太友好QAQ.
• lab1
  • 翻翻文档, 翻到了ch3. 懒得再细看文档了, 直接写代码做实验!看了一下要求, 直接加点东西就一次过了, 开心.
• lab2
  • ch4这个卡了我两周, 内存虚拟化这块真的很不会, 做着不明不白. 有点想摆烂了, 看了看群里聊天记录(光是看群聊信息都能学很多), 有点思路, 往大方向试了一试, 通过.(可能通过了还是不太明白)
• lab3
  • ch5不是很难, stride调度算法出了点小错误稍微卡了一下, 很快就过了.
• lab4
  • 听很多人说ch6最难. 文件系统我也不太会,但我认真看了文档和代码, 试了几次也过了, 没感觉太难.
• lab5
  • 做得最痛苦的实验. 这个实验主要实现死锁检测, 本身不是很难. 但我遇到了一些玄学问题, 有sleep_blocking的测例会在sleep卡住超时过不了, 找来找去找不到原因, 加上DDL到了, 心态小崩. 最后垂死挣扎, 卸了qemu9, 把它换成qemu7, 不怎么抱期望地跑了一下, 通过了!(据说有一些人用qemu9也可以通过, 但不知道为什么我不行.)

总的来说, 第二阶段学到了很多东西, 以前漏掉没学的操作系统知识被补上很多, 但更感觉有更多的东西要学. 同时有时做实验遇到困难怎么尝试都通过不了, 最后再坚持一下通过了, 很有成就感.(感觉实验测例有点简单..)

专业阶段

这个阶段给我最大的感受是学习，因为很多函数都被事先书写好了，这几个实验基本都是在已有的框架上进行相关的函数调用即可，在明白每个函数的实现逻辑以及每个lab实验要实现的功能即可完成实验。同时这个阶段给我的感受是有许多深层次的知识仍需要学习，有许多一知半解的知识需要实践，看到学习群里面大家对于实验的讨论的诸多见解，受益匪浅，完完全全的拓宽了我的眼界，许多从未听过的名词出现在我的面前，只感到纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。可惜时间所迫，没办法对于每个lab实验进行进一步的深究。
第二阶段我重点理会到了操作系统的一步步发展以及实现的功能，在进行每个实验的时候，感受到学校里面的讲解十分片面，并且浅薄（也是我没有认真学习的缘故，学校里面的课检验的只有期末突击而已）。
非常重要的一点是这次的理论和实践一起进行，让我极大的认识到了抽象和具体之间的联系，有时候理论上很复杂并且难以理解的东西，转化到实践上面竟然可能只是一个数组，一个函数栈而已，这让欠缺实践的我大开眼界。
非常期待第三阶段带来的挑战，也非常希望可以通过第三阶段（哈哈哈）。

Rustlings总结

心路历程

这个训练营我也算是“老兵”了，不断地入门再入门，到终于下定决心，投入大量的时间来完成这个训练营，真的经历了很多很多，有着太多的心路历程，从想着三天写完，慢
慢的查漏补缺，温习之前的知识点，慢慢的开始一道题一道题手写rustlings…
我总是说我基础很差，并拿这句话当做挡箭牌，最终一事无成。未来会更好吗？但是我已经有点厌倦痛惜过去了。
说起来这也是我第三次的写rustlings了，开始越来越熟练了，这当然是开心的，不过后面有这更多的更艰难的挑战，阶段二，阶段三，都是未知的大山，更艰难的挑战。

学习由来

对于这个训练营，我是大二机缘巧合开始接触到的，那时候听学长说，特别有含金量，可以“咸鱼翻身”，那可是清华啊，多么具有神话幻想意味的大学，那时的我突然想着,
我一定能做出一番令人羡慕的成就。
但是那时的我用两个字来概括是“摆烂”，在羡慕同学取得的成就和奖项，和自己什么事也不做只打游戏的情况下还希望着未来自己能有一番大成就，如今看来竟全是一片混
浊，在孤独和幻想中，我度过了大学的大半时光，我的性格是卑劣的。
但是未来的路仍旧一片黑暗，载着家人的希望，我在原地自顾自的打转，跳不出自己的镣铐，做不到的仍然做不到，幻想的事物越发离谱。
慢慢得走来，我只剩了这个训练营了，又是另一个未完待续。
我可以做到吗？我问过了很多人，很多未曾谋面的人，陌生的人对我的态度竟大都是积极的，他们不了解我。我也正在逐步了解自己。忘记了太多的事情，记忆也越来越差，但
是从哪个角度来说，我这次真的想完成这次训练营，即使我每次都这么说…
祝武运隆昌。

第一阶段:

比较简单非常方便新手入门,可以很好的对rust的学习曲线难度经行拟合.

第二阶段:

由于研究生的忙碌确实让我有感觉到力不从心,

但是课程比较有用 我之前是干java的对于设计模式和代码规范有一定的追求所以希望在第二阶段对这方面补充

实操教学真的很好 不仅可以检验知识点也可以检验代码能力两不耽误