MIT 6.S081 操作系统 课程导读和源码浅析

这是一篇关于MIT 6.S081 操作系统课程的导读和源码浅析的文章。

MIT 6.S081 操作系统 课程导读和源码浅析

这部分均以视频形式来讲解,发布在BiliBili当中,就不出文字博客了

叠个甲:我做视频和博客的初衷是为了类似想开源代码一样开源我的知识。如果我有什么不对的地方,望大家多多包涵,如果能帮我指正或扩充,我将感激不尽。

我将其分为两大块: 课程导读、源码浅析。

课程导读

对应的lecture共有15讲,我人为将其分为10讲

  1. overview 总述概览 前置知识:
    这部分内容对应官方发布的lecture1-3,涉及一些计算机科学的基础知识,是为了激发大家的兴趣而设计,故速览即可。这是我首次尝试制作视频,讲得有些紧张,请见谅。
    这个是第一版做的overview,也是我第一次做视频,讲的比较紧张。这个是我的重制版

  2. page table 内存虚拟化与页表的原理及实现:
    对应lecture4。我们知道操作系统的作用在于对硬件进行抽象,而page table正是这种抽象的一部分,它是内存虚拟化中最重要且最强大的机制之一。 lec4 page table页表和内存虚拟化

  3. GDBRISC-V的基本知识和小技巧:
    对应lecture5。详解如何使用GDB去调试XV6,包括常用的调试命令到如何对用户态的XV6文件进行调试;以及RISC-V的基本概念和32个通用寄存器,加上call convention即调用约定的介绍。 lec5 GDB调试和RISC-V寄存器的调用协定

  4. trap和system call:
    对应lecture6。涵盖lecture6。trap机制涉及对进程的操作,而进程是对CPU功能的一种抽象。system call即系统调用,可类比为操作系统提供给用户的API,让我们得以在内核级别进行操作。system call的过程,即用户态到内核态的切换,就是通过trap机制来完成的。 lec6 trap陷阱机制 走进system call的前世今生

  5. page fault和三种机制:
    对应lecture7。在查询页表时遇到的失败被称为page fault。但这种失败同时也为我们带来了新的转机,由此衍生出三大机制:Lazy Allocation*, Zero Fill on Demand, Copy On Write Fork。尽管在XV6中这些机制未得到实现(只会简单报告page fault),但在现代Linux系统中,它们都得以完整实施。 lec7: page fault和应运而生的三种机制 懒惰分配,按需填零,写时拷贝

  6. interrupt 中断与外部设备的I/O的互动:
    对应lecture9。探讨了中断机制的内涵,中断不同于同步的trap——源自计算机内部,interrupt是由外部设备发起的异步行为,用来响应硬件事件,促进CPU与外设的有效沟通。
    lec9: interrupt中断与外部设备的IO 换一个视角看trap

  7. lock 锁机制:
    对应lecture10。锁机制是并发编程的基石,旨在管理多个进程对同一资源的并发访问。本讲介绍了包括Dead Lock(一种进程间因资源竞争产生的相互等待状态),Spin LockMutex Lock,和Blocking Lock在内的多个关键概念。
    lec10: lock 死锁 自旋锁 互斥锁 阻塞锁

  8. 进程的切换与调度:
    对应lecture11-12。进程切换与调度是操作系统中不可或缺的一环,它关乎资源分配的效率及公平性。主要围绕着sched() scheduling()这几个函数来展开讲述。但是这部分是我学的不扎实的地方,有很多知识点需要我们去通过实际的做多线程、协程类的项目才能弄懂的,我现在对这方面很欠缺,所以视频完完全全就图一乐。
    lec11-12: 调度和进程切换

  9. file system 文件系统相关内容:
    对应lecture13-15。围绕文件系统的整体构架进行大概的解读,尤其强调日志机制在系统崩溃恢复中的核心作用。
    lec13-15: file system和crash recovery

  10. summary 课程总结和复盘:
    是我自己个人对于MIT的操作系统,也就是6.S081这门课程学到了什么,做了一个小小的总结。也是我对大学到目前为止的一个的回顾,再小小地对之后的打算进行一下畅想与展望。
    summay 复盘 回顾与展望

源码浅析

这里所说的源码,指的是XV6的源码

  1. xv6源码解析1 startup 关于xv6是如何开机到运行程序的

  2. xv6源码解析2 memory virtualization 内存虚拟化 页表 虚拟内存

  3. xv6源码解析3 process mangement 进程结构和多进程调度

  4. xv6源码解析4 syscall walkthru 从代码的视角过一遍systemc all

我的代码实现

注意:

仅供参考!
仅供参考!!
仅供参考!!!

这个是我的代码仓库地址,我有很多都没做出来