2024秋冬季开源操作系统训练营三阶段学习总结报告-颜熙炆

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+title: 2024秋冬季开源操作系统训练营三阶段学习总结报告-颜熙炆
+date: 2024-11-30 13:15:00
+categories:
+    - report
+tags:
+    - author: ZIYAN137
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+# 组件化操作系统
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+## 为什么需要组件化操作系统
+    操作系统的组件化，可以面向不同的应用场景构建不同的操作系统。组件化内核项目相当于“工厂”，组件相当于“零件”。我们只需要按需组装即可。
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+## 组件化操作系统相较于传统构建方式的优势
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+### 1. 使开发和维护更加简单
+    因为操作系统的功能被良好地封装到各个组件组件中，只需要提供和调用接口即可。并且组件之间耦合度更低，维护起来更为方便
+### 2. 便于协作
+    由于操作系统的功能被良好地封装到各个组件组件中，不同的团队只需要专注于自己所负责的组件，最后再集成即可，便于协作式地开发
+
+# Unikernel
+
+## Unikernel的特点
+1. 应用与内核处于同一特权级（均为内核态），共享地址空间。Unikernel既是内核又是应用，二者合为一体
+2. 优点: 应用与内核之间没有隔离和切换，简单高效
+3. 缺点: 同样因为没有隔离和切换，所以安全性较低
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+## 课后练习1: 支持带颜色的打印输出
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+使用ANSI颜色控制即可
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+## 课后练习2：支持HashMap类型
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+直接从crate上引入hashbrown（本来不是很想重复造轮子，于是想着先引入，以后有空了再自己搓，但是截止至本篇blog写下后都还没去搓）
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+## 课后练习3: 为内存分配器实现新的内存算法bump
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+根据所提供的注释，我们为EarlyAllocator\<const PAGE_SIZE: usize\>添加了
+start, end, b_pos, p_pos, count等属性
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+查看 https://github.com/arceos-org/allocator 所提供的trait，为EarlyAllocator\<const PAGE_SIZE: usize\>实现了BaseAllocator, ByteAllocator 和 PageAllocator等trait即可
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+## 课后练习4: 增加对rename和mv的支持
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+参数的基础检查在此不赘述
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+rename直接调用API fs::rename 就行了。
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+mv的话。我们判断第二个参数dst是否是一个目录。如果是的话，
+根据UNIX哲学，我们直接把文件src读进buf，然后在对应的路径下写下去，删除原来的文件就行了（简单粗暴）。
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+# 宏内核
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+## 宏内核的特点
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+相对于Unikernel，宏内核的特点：
+1. 增加一个权限较低的用户特权级来运行应用。
+2. 为应用创建独立的用户地址空间，与内核隔离。
+3. 内核运行时可以随时加载应用Image投入运行。
+4. 应用与内核界限分明。
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+## 课后练习5: 处理缺页异常
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+得到当前task的ext，将其aspace上锁后，调用aspace的handle_page_fault即可。
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+## 课后练习6: 为宏内核支持sys_mmap系统调用，实现对文件的映射
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+从当前task的aspace中调用find_free_area, 得到长度为length的addr_src, 然后进行4k对齐，同时，对length进行对齐得到size。
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+prot和flags 通过调用 MmapProt::from_bits_truncate(prot), MmapFlags::from_bits_truncate(flags)得到，
+需要的mappingFlags就from(prot)即可。
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+调用aspace的map_alloc方法。
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+之后我们处理一下MmapFlags::MAP_ANONYMOUS。如果我们的flags中含有这个flag，那么我们就直接返回
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+如果没有MmapFlags::MAP_ANONYMOUS。则通过get_file_like得到我们所需的文件，并将其读取进入buf，然后写入aspace。
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+（由于之前配环境的时候没将所需的编译器export到bash中，所以build payload的时候出了点问题： 错误消息表明 riscv64-linux-musl-gcc 编译器未找到。）
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+# Hypervisor
+// TODO: 由于学业繁忙，第三阶段的最后一周的课都没跟，Hypervisor先放放