2023开源操作系统训练营一二阶段总结

感谢老师和主教们提供的精彩课程，让我作为一个已经工作的工程师，在业余时间也能够深刻学习操作系统这门课程。课程内容丰富，技术前沿，把RUST， RISCV 和OS结合在一起，并且提供了完整的实验。经过学习我对操作系统有了很清楚的认识，虽然目前才做完lab3，但是后续会接着把两个实验也给完成。

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实现sys_task_info的系统调用，首先要为TaskControlBlock添加两个对应字段:

TaskControlBlocl{
    /// ...
    first_launch_time: Option<usize>,
    syscall_times: [usize; MAX_SYSCALL_NUM]
}

之后只要实现对应函数去正确更新这两个字段的值就可以了。

首先是用Option去记录first_launch_time，如果是None，则用当前的时间去赋值，这样就可以在每次Task调度的时候去记录first_launch_time。
在每次进入sys_call处理函数的时候去更新syscall_times。因为处理的时候可以获取到对应的syscall_id。
lab2

重写sys_get_time 和 sys_task_info两个系统调用是提醒我们返回值是写在虚拟地址的，所以需要做一次内存转换才把返回值写道正确的物理地址当中。主要使用了rCore提供的translated_byte_buffer拿到指向物理地址的内存，再把正确的结果写到内存即可。这里也加深了对rust中unsafe的理解。

实现sys_mmap和sys_munmap，主要是对TaskControlBlock中的memory_set进行修改。memory_set本身提供了insert_framed_area但是没有提供remove_framed_area，所以照着实现了一下。之后就可以按照是要求去更新memory_set，比较有意思的是要增加MapPermission::U。

impl MemorySet{
    /// Remove framed area
    pub fn remove_framed_area(&mut self, start_va: VirtAddr, end_va: VirtAddr) {
        let mut target_area =
            MapArea::new(start_va, end_va, MapType::Framed, MapPermission::empty());

        target_area.unmap(&mut self.page_table);
        self.areas
            .retain(|area| area.vpn_range.get_start() != target_area.vpn_range.get_start())
    }
}

lab3

还是首次体验git cherry-pick，再次感谢清华提供的优秀课程，质量真的很高！sys_get_time, sys_task_info, sys_mmap, sys_munmap的实现都类似，实现sys_spawn我仔细读了fork, exec的代码，很自然就做出来了。

问题来到了Stride调度算法的实现上，一开始觉得逻辑不复杂，就是添加TaskControlBlock的stride字段，然后从队列中找到stride最小的执行。但是执行起来就发现有死循环，仔细读了文档发现还提到了时间片的概念。所以新增了time_slice字段，并且更改了调度逻辑，每次时间中断触发之后会先更新time_slice再决定进步进行调度。实现过程中也发现了min_stride的逻辑有问题，一开始认为stride最大值等于BIG_STRIDE，实际并不是。

let mut min_stride = BIG_STRIDE;// Bug! should use usize::MAX
for tcb in self.ready_queue.iter() {
    let cur_stride = tcb.inner_exclusive_access().stride;
    if min_stride > cur_stride {
        min_stride = cur_stride;
    }
}

当实现完slice和修复min_stride的BUG之后，直接通过！

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