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xv6-labs-2020

MIT6.s081 麻省理工2020秋季学期操作系统工程（Operating System Engineering）实验。Windows 下成功编译运行。

🧀 课程资源汇总、课堂笔记、读书笔记：github/PiperLiu/CS-courses-notes/mit6.s081

本仓库来自 git clone git://g.csail.mit.edu/xv6-labs-2020 。

🧂如何安装

实验基于 xv6 操作系统（简化版 Unix version 6）。实验需要在类 unix 系统（MacOS/Linux）上安装 RISC-V versions of a couple different tools: QEMU 5.1, GDB 8.3, GCC, and Binutils 。官方安装说明在这里。

我使用的是 WSL2 （Windows Subsystem for Linux 2）。

🌭首先检查版本
$ cat /etc/debian_version
bullseye/sid

$ cat /proc/version
Linux version 4.19.104-microsoft-standard (oe-user@oe-host) (gcc version 8.2.0 (GCC)) #1 SMP Wed Feb 19 06:37:35 UTC 2020

🍿然后安装工具
$ sudo apt-get update

$ sudo apt-get install git build-essential gdb-multiarch qemu-system-misc gcc-riscv64-linux-gnu binutils-riscv64-linux-gnu
$ sudo apt-get remove qemu-system-misc
$ sudo apt-get install qemu-system-misc=1:4.2-3ubuntu6

🥓如何使用

切换到相应作业分支，然后 make qemu 后 xv6 操作系统就自动运行起来了。

比如：

$ git checkout util
$ make qemu

...编译、执行...

xv6 kernel is booting

hart 2 starting
hart 1 starting
init: starting sh
$ 

此时我们可以输入 ls 命令，发现成功执行。

🥚作业索引

Lab: Xv6 and Unix utilities

• 阅读echo、grep和rm
• 阅读 sleep
• pingpong
• 利用管道和进程求素数 primes
• find 实现：递归探索子目录
• 实现 xargs （从标准输入读入一行数据送给子进程）

Lab: system calls

• System call tracing 新建一个系统调用
• Sysinfo 获取 free memory 和 processes

Lab: page tables

• Print a page table
• A kernel page table per process
• Simplify copyin/copyinstr

Lab: traps

• RISC-V assembly（汇编、RISC-V是小端机）
• Backtrace 报错时回溯打印栈 stack
• Alarm 根据 tick 做回调
  • test0: invoke handler
  • test1/test2(): resume interrupted code

Lab: xv6 lazy page allocation

• Eliminate allocation from sbrk()
• Lazy allocation
• Lazytests and Usertests

Lab: Copy-on-Write Fork for xv6

• Implement copy-on write

Lab: Multithreading

• Uthread: switching between threads （用户态模拟线程切换）
• Using threads 基于 unix 库给 pthread 加锁
• Barrier 使用条件变量

Lab: locks

• Memory allocator 每个 CPU 核单独一个 freelist 链表
• Buffer cache 把 bcache 分桶（分成多个链表），这样可以分解加锁的压力

Lab: file system

• Large files 将 inode 的 block 改为二级映射
• Symbolic links 实现软链接 soft link 系统调用

Lab: mmap

• 写一个 mmap 和 munmap 系统调用

Lab: networking

• Lab: networking
  • 阅读代码，一些知识点：大小端变量转换、 attribute((packed))
  • 网络协议栈的实现
  • 简历一个最简单的 socket 连接
  • 万物皆文件
  • 完成作业：向网卡传输数据，处理网卡中断