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提交报告 - weedien

source/_posts/2023开源操作系统训练营第二阶段总结报告-weedien.md

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+title: 2023开源操作系统训练营第二阶段总结报告-weedien
+date: 2023-11-02 19:12:30
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+    - report
+tags:
+    - author:weedien
+    - repo:github.com/LearningOS/2023a-rcore-weedien
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+本次训练营对我最大的帮助在于，让我深入了解了操作系统底层的工作原理，通过教程的辅助和源码的阅读，我了解到了操作系统在进程线程管理、任务调度、内存分配、文件系统管理等方面的知识，对其实现的机制有了初步的认识。
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+从操作系统环境的搭建开始，我不断的给系统增加功能，引入进程、页表、地址空间、文件系统、同步机制，让操作系统能够运行一个个进程与线程，处理并发场景的任务，这是一场具有挑战却又精彩的旅程。
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+从进程或线程的创建和调度角度来说，我了解到了操作系统如何把一个elf格式的文件转换为一个进程，为它分配地址空间、栈空间等，以及如何在进程中执行任务，以及创建新的线程。
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+elf文件中定义了程序的内存布局，而操作系统将为它创建地址空间，给它分配进程号并将各个逻辑段存放在合适的位置，之后将进程添加到调度队列中，由CPU执行。其中很重要的数据结构为TrapContext，它记录了进程或者线程的上下文信息，在切换任务时发挥着巨大的作用。而其中又涉及到了内存的分配，当进程需要分配内存时，由页表完成从虚拟地址到物理地址的映射，整个映射的过程也是我学习过程的一个重难点，从分配物理页号到创建多级页表进行映射，以及如何使用虚拟地址向物理内存中写入数据，通过思考、绘图去展示整个过程，我慢慢的理解了其中的所以然，感受到了虚拟内存系统的精妙的哲思。
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+文件系统部分，我学习到了一个简易文件系统的实现，对于文件系统如何管理磁盘文件、以及如何在内核中使用文件有了一个新的认识。首先最令我费解的是描述文件的一系列数据结构，难点在于DiskINode和INode的关系和作用。经过一遍遍理解和梳理，我认识磁盘上的第一个分块将会用于存储整个磁盘的元信息，包括各类块的数量，之后的块分别记录索引位图、索引、数据位图和数据。索引中记录了一个文件的类型、大小以及在磁盘上的块号，通过索引可以找到文件所在的位置，对文件进行读写，这个索引即是DiskINode，而INode用于记录DiskINode的位置，该数据结构将暴露给内核，方便在内核中对文件进行操作。
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+在并发的学习过程中，我对锁的实现机制有了更多的了解。当某个线程去访问被上锁的临界区时，线程将会从任务调度队列中移入到等待队列，由此陷入等待（休眠），在锁释放的时候再从等待队列中唤醒线程，以达到同步的效果，从而避免数据不一致问题。也试着去实现了一个简单的死锁检测机制，但对该机制的原理理解的还不够，无法证明为何该算法能够实现死锁检测。
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+教程和练习引导着我的学习与进步，让我对操作系统有了更多的理解，但它们无法为我解释所有的问题，也无法让我看懂所有的代码。当前的学习虽说已告一段落，但整个项目中还有很多细节值得我去细细品味。那些我未阅读或未理解的源码，以及关于os的设计原理--为什么要这样设计，是否有更加合适的设计方式，这对于我来说都是未完成的任务，也是将来需要探索的。
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+最后，我想感谢训练营，能提供这么好的机会和资料来帮助我学习os，今后我也希望能有更多的机会去深入理解系统级别的设计与开发，加油！