QQ群聊天记录精选(请勿转载)

20141016QA

A:同学在实验中碰到的问题,由于我们目前还缺少直接连接到同学实验环境的手段,所以目前想到的方法是请做实验的同学能够在github上fork mooc os lab, 建立自己的git repo(通过github网站可很容易完成)。然后把出现的问题直接写到github上对应实验的目录下。比如完成了lab1,把lab1合并到lab2代码中,然后完成lab2的过程出了错误,需要帮助,则可以在lab2下写一个文档test_err.txt,内容是你碰到的问题,把输出也写出来,你的困惑等。我们的助教会争取在同一个目录下写test_err_feedback.txt;说明我们的想法,对问题的理解,以及可能的修改等,这需要请各位把我们的助教的id加为你的git repo的contributor。目前,可以尝试加入chyyuu objectkuan xuyongjiande。我们的email是 [email protected][email protected][email protected]

Q:那tss该定义在gdt段里还是ldt段里

A:Gdt里面

Q:我定义一个ldt段时 其对应的dpl和rpl有什么意义

A:ucore实验不用考虑有ldt,tss在gdt中定义了,可以看实验的视频和代码。有讲到。x86的硬件细节比较复杂,为了减少学生学习的负担,我尽量不讲与ucore实验无关或对OS原理等不太必要的细节,否则会成为另外一门课“计算机原理”了。另外,尹治宏([email protected])同学在lab1学习中增加了一个有趣的功能“用键盘实现用户模式内核模式切换”,我已经添加到 https://github.com/chyyuu/mooc_os_lab中,mooc_os_lab 下的 labcodes_answer/lab1_result/下 ,主要修改了trap.c代码,有兴趣的同学可以看看! 任务切换其实应该到讲进程时才涉及到。慢慢来吧。lab2还有其他挑战。

Q:default_pmm.c里面default_check通过的话,可以保证default_alloc_pages和default_free_pages正确吗?我的代码可以通过测试,不过和答案里面的差别挺大

A:通过测试表明测试的那些用例下代码是对的。

陈渝老师:在 http://chyyuu.github.io/mooc_os/  和 http://chyyuu.gitbooks.io/mooc_os_info/content/ 上更新了答疑信息,请大家有空看看。希望这样答疑更有效率。 @操作系统公开课的学生 如果没有解决,可以看看试试基于github的实验交互方式?目前已经把代码放到了github上,也把其他大部分资料(音视频不适合,除外)放到github上了,这样大家共享会更加方便。接下来是完善扩展内容。我们也希望和鼓励大家一起完善资料(指出我们的错误,帮助我们增加或改进代码和文档内容),使得我们一起进步。多谢!

20141018QA

Q:bootmain系统启动的时候为什么p_va & 0xffffff,为什么要&操作

A: 这是地址转换操作 http://blog.chinaunix.net/uid-368446-id-2414228.html
lab 1: 从bootloader跳转到内核。 http://geezer.osdevbrasil.net/osd/ram/index.htm Physical memory layout of the PC

Q:ucore和日本人写的《30天自制操作系统》有什么差异?

A:区别很大,基本的操作系统原理都差不多,但是里面内容差的很多;段页式内存管理,虚存管理,用户进程,VFS,文件系统方面ucore深入些,那本书在界面方面很丰富。 由于有些问题或答案是由图片形式给出的,在聊天记录中没有体现,无法整理,敬请谅解。

20141025QA

Q:之前没有计算机编程和计算机原理等方面基础,做实验感觉不知道从何入手。不知道您是否可以给些建议。

A:如果这样,建议在听课的同时或之前,自己学习一下计算机原理,了解基本的CPU和计算机系统结构,然后就可以看OS原理方面的视屏了。如果要想动手编程,最好再自学C语言(有比较好的网上教学视屏),如果没有学习C语言或基本的数据结构知识,建议不必做实验

Q:可否推荐一下C语言方面视频或者链接?

A:google 搜索一下“李明 C语言”

Q:计算机原理方面,看什么比较好呢

A:软件硬件接口 csapp 是很好的课。 易->难或先后顺序: python, tsql, C, 数据结构,计算机原理,OS;tsql不是必须的。 英语对搞计算机的来说还是很重要的。数据结构可以看清华的学堂在线的邓俊辉老师的课,”计算机组成与设计:硬件/软件接口“和CMU的一本书“深入理解计算机系统”是很不错的计算机原理的书
COLDFIRE:我建议先学C语言,搞懂结构体,链表等,然后数据结构,算法导论,操作系统原理,编译原理

Q:关于帮助理解硬件方面的那个手册有没有书?Intel方面的

A:http://www.intel.com/content/www/us/en/processors/architectures-software-developer-manuals.html
https://www.coursera.org/course/pkuco
https://www.coursera.org/course/comparch

Q:老师 x86 mmu是硬件实现的(记得课程有说)mips 是软件? 那 arm也是软件?

A:MMU都是硬件实现的,只是MMU中的TLB单元产生了TLB项缺失的时候,是硬件自动完成从页表到TLB的拷贝,还是硬件产生中断,由软件来完成这个拷贝工作。这是两种选择。x86, arm是第一种选择;mips是第二种选择,这里说的x86, arm, mips都是指的硬件架构,或CPU架构,cpu architecture决定了这个cpu的指令集和功能等。 计算机领域学习路线图 https://github.com/halida/blog/blob/master/%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E9%A2%86%E5%9F%9F%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E8%B7%AF%E7%BA%BF%E5%9B%BE.rst
arm是架构,mips也是架构,也是指令集

陈渝老师:lab3的实验指导书已经更新,大家可以访问  http://objectkuan.gitbooks.io/ucore-docs/
答案在:https://github.com/chyyuu/mooc_os_lab/tree/master/labcodes_answer
如果没有时间做,也可看看是如何具体实现的。

20141122QA

Q:context switch的时候线程的状态是不是要保存

A:是,主要是线程的上下文信息,线程可以看成是进程的一部分(表示进程的控制流),或者是一种特殊的进程(比如linux os)

Q:那进程间可以切换,线程间可以吗

A:也可以切换呀。

Q:关于进程切换代价大,具体是大在哪里呢?

A:进程切换需要切换页表。处于同一进程内的线程切换不需要切换页表。这会导致TLB中的页表项缓存都失效了,使得内存访问开销大了。

Q:陈老师还有一个问题,在一个arm平台移植了Linux内核,如何给他构建发行版呢?

A:我没做过。不过我记得ubuntu, fedora都有arm版本。现在还没有ARM的桌面机或服务器,不过我觉得明年就会有了!

Q:两个任务,编译任务和视频播放任务,都耗cpu,都有io和睡眠,在cpu超负荷的情况下,调度器肿么保证视频播放的实时性,怎么保证视频不卡。调度器肿么知道对视频播放任务必须要比编译任务好?

A:如果是linux或其他通用OS,编译任务和视频播放任务都不是实时进程。现在有显卡硬解码,所以视频播放任务基本上耗CPU不大。如果没有类似linux cgroup机制,其实现在的调度器没法保证视频播放的实时性。调度器不知道对视频播放任务必须要比编译任务好。但通过类似linux cgroup机制,可以确保给视频播放任务的CPU占用比率,从而在一定程度上可以保证频播放的实时性。编译任务,比如编译linux kernel的任务,其实算是CPU密集型。现在的linux的O(1), CFS等调度器,在进程没有耗尽cpu的情况下,其实主要基于分时进行调度,且保证一定的公平性,这样一般就够了。

Q:在PC机上,VMware,Virtual Box这样虚拟化以后可以运行windows,linux 那在ARM,手机芯片上有没有做这样的软件,虚拟化后跑android的和IOS。(IOS好像不开放,PC上VMware不知道是不是支持)

A:新一代的ARM CPU支持一定程度的硬件虚拟化,明年arm64用于服务器后,应该可以有这样的能力。
www.rtems.com www.baike.com/wiki/rtems
http://www.sylixos.com/

Q:就是作为学生 有必要深入理解makefile么

A:如果是学os, 不必。或者说非不得已,没必要深入理解makefile。其实你只需看makefile带来的编译过程即可,这是为了你知道一个os是如何编译出来的。至于它如何编写,其实在lab1中没有要求。

Q:请问"屏障管理"有什么用途?

A:屏障管理,我理解是 barrier机制,是一种同步手段。

Q:并行文件系统GPFS设计和普通的文件系统设计有什么不同?需要特定的硬件支持吗?

A:不同很大呀,一个面向集群系统,一个只是单机系统可以这样实现。比如google fs--GFS也是这么做的,且实现在用户态。 也有实现在内核态的分布式并行文件系统,比如linux中的ceph,然后进了内核。

20141203QA

陈渝老师:http://os.cs.tsinghua.edu.cn/oscourse/ 有清华历年os课的一些wiki记录

向勇老师:http://os.cs.tsinghua.edu.cn/oscourse/OS2013/projects/U12 ,我不确定同学们是否能访问。如果可能,在完成课程的8个基本实验后,仍然有兴趣的同学,可以参与到我们的ucore+完善工作中。

Q:linux内核的问题。内存管理部分有点各种绕不明白,有个小问题希望大家帮忙... 在内存管理的初始化阶段,Linux内核使用buddy system替换初始阶段的bootmem分配器,在meminit()实现

meminit()
  |--->free_unused_memmap_node(node);
               |--->free_memmap(node, prev_bank_end, bank_start);
                         |--->free_bootmem_node(NODE_DATA(node), pg, pgend - pg);

free_unused_memmap_node这个函数搞不懂,看名字大概就是说释放掉未使用的页。我的理解,unused的意思大概也就是说bank与bank之间有些不可用的地址,需要找到这些地址,然后把它从可分配的地址空间中刨除。在操作系统自动为申请内存操作分配页框时,就不会把这些未使用的内存地址分配出去。这个刨除unused地址区域的函数到最后调用的是free_bootmem_node(),让我搞不懂的地方来了,这个函数是将bitmap中相应的页框置0,表示可分配的页。明明这个地址对应的页框未使用,后面又将bitmap中对应的位设置为可分配,是什么原因呢?这些bitmap中设置为0的区域将来应该是要交给buddy system管理的可供分配的内存啊?是我理解有问题么?

A:我还没有这么深入地分析linux内核。我看到的一本对较新的Linux内核分析比较好的书: Linux内核设计与实现(原书第3版),深入linux内核架构, 较老的有:《Linux内核源代码情景分析》上、下,O'Reilly:深入理解LINUX内核(第3版),最早的linux内核分析:Linux内核设计的艺术:图解Linux操作系统架构设计与实现原理, Linux内核完全剖析,0.11版本内核。不过,我也没有彻底读完和读懂这些书。

陈渝老师:我们现在有一个git mirror 站点, http://coop.tuna.tsinghua.edu.cn/git http://huaiyusched.github.io/ 是一个大四本科生上这个课,做实验等写的一些记录。

Q:copy on write只需要在虚拟内存管理vmm.c pgfault里面加一段就可以了吗?

A:这是在有进程fork后可以具有的一个性能优化手段。即lab5可以做。基本功能设计process fork, vmm, irq 等方面的综合实现。不是“设计”,而是“涉及'。

Q:思路是process 里面要判断是读还是写,如果是写,就调用中断再copy一次,

A:不仅仅这样。要看这个地址是否是合法的mm, 注意vma中的描述,在vma中合法,且能读写。但在页表中,设置的是只读。这样的页符合copy on write的特征,所以在中断处理时,查看有这样的地址,就需要复制一份,实现了copy on write的目标。

Q:有相关的答案或者测试方法吗

A:其实有一个参考实现,但没有公布。建议你在github or bitbucket上放置你的实现源码,这样我可以帮你看看你的实现。鼓励尝试挑战!

Q:老师,清华对推免硕士会比较看重什么呢?

A:对于计算机系而言,更看重博士。硕士量也很少,因为他们一般还有出国的考虑。总体而言,对于硕士,看排名,获奖,工程能力。

Q:谁知道老师提供的做好的虚拟硬盘的mooc-os密码呀?

A:一个空格

Q:老师,请问一下rt mutex的应用场景

A:rt_mutex应该是用在rt-linux中的吧? http://www.mjmwired.net/kernel/Documentation/rt-mutex-design.txt

Q:陈老师,关于生产者消费者问题,银行家问题会在后面课程里面有讲授吗?

A:银行家算法应该在死锁章节讲,会讲。
http://wiki.0xffffff.org 是一个西邮的大四本科生写的,做得很不错。大家有空可看看。生产者消费者问题,哲学家问题,读者写者问题都会讲。http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10532-2006131961.htm 有一些相关的内容。可以参考一些。西邮的陈莉君老师组织了一个很好的,有较长历史的linux兴趣小组,他们Linux讲的比较深入,吸引了一批同学加入小组,有不少都做得很好,毕业后去了大公司做linux开发。他的几本书不错。

Q:陈老师您觉得在多核系统上,做一些内存管理,和进程管理的project意义大吗。

A:os for 多核从2006年以来有了很多研究。在调度方面,我觉得创新性的空间不大了。在内存管理,IO管理方面,vmm方面还是有很多需要研究的。不过挑战较大。在调度方面,我觉得创新性的空间不大了。在内存管理,IO管理方面,vmm方面还是有很多需要研究的。不过挑战较大。我记得前几年(2010?)有一篇hpca的best paper,讲异构(指令相同,但性能不同的异构cpu core)调度。

Q:OS理论对功耗方面、电源管理、温控管理意义大吗?

A:功耗方面,电源管理是移动端os的一个难点和要害。不过只靠os比较难做。

风行烈:我是一直做调度的,不过不是在OS层,而是异构环境,我觉得空间还是蛮大的

陈渝:我记得前几年(2010?)有一篇hpca的best paper,讲异构(指令相同,但性能不同的异构cpu core)调度。

风行烈:片上的异构重庆大学吴凯劫做的还是挺好的

陈渝:你说的片上异构是体系结构方面的研究吗?还是for os的研究。

风行烈:现在做能耗都是在数据中心层的调度

陈渝:对于分布式系统,有很广阔的研究点。我知道的有berkeley的AMPLab, MIT的PDOS组都做得很好。

风行烈:是的。单从OS角度,对于我来说太难了

陈渝:我对分布式系统涉及很少,不过这个方向很好,但问题和实验环境在互联网公司。建议多与公司合作。其实还有一个方向目前国内外都很热,就是系统安全。我们最近的一个研究就是找os的bug,挺有意思,也挺有挑战的。

风行烈:Linux的吗?

陈渝:做这方面的有UCSD的周圆圆,芝加哥大学的卢山,华盛顿大学的王曦,berkeley的dang song, UIUC的谢涛,太多华人在这方面的了。

风行烈:安全还是bug方面?

陈渝:我比较关注的是分析linux kernel 或其他os kernel的bug/漏洞。严重的bug就成了安全问题了。bug好一些。漏洞还有有POC的攻击代码。更麻烦一些。比如前段时间爆出了底层漏洞,很多网络支付公司都紧急升级,做系统安全方面,我接触过的国内有名的有keen team公司。 http://soft.cs.tsinghua.edu.cn/os2atc2014/ppt/keynote/keynote-niesen.pdf 他们的一个年轻专家前些日子做过一个报告。大家有兴趣可以看看。

风行烈:这会涉及指令系统吗?

陈渝:我说的都还是软件方面的系统bug/安全。

风行烈:谢涛在搞大数据了?

陈渝:我刚看到一篇asplos14的paper,谢涛教授和MSRA的研究员在找windows的性能异常方面的问题。国内外也有做硬件安全(攻防)方面的研究。硬件有张焕国。

Q:编译器方面的问题

A:我记得群里有人问编译器方面,我们最近找bug,用到程序分析技术,主要的一个工具就是LLVM,如果大家有兴趣,也可以看看。我觉得它比gcc在很多方面都好一些。唯一不足的是还不能完全编译Linux kernel,需要打patch.

陈渝老师:我对大家的一个建议是:其实OS学习不是非要很聪明的人学才学的好,主要是坚持,深入。太聪明了也许学不好,或不愿意学OS

https://class.coursera.org/compilers/lecture/preview 我觉得这个课应该不错吧。一个小的麻雀,从零开始,即使是读懂,理解,而不是自己做,收获也会很大。

旅叶:Compilers课程 https://class.stanford.edu/courses/Engineering/Compilers/Fall2014/about

Q:我们这门课的lab经常会给人摸不着头脑的感觉

A:对于lab,我们也一直在摸索,感觉很难让学生很容易理解和完成实验。也许我应该讲讲:如果是我是一个学生来做,应该如何一步一步低完成这些实验。我下次尝试一下。

Q:课堂讲的太少,还是看书多,现在觉得书也讲的不深,想看论文

A:想彻底懂,需要动手实践,看是远远不够的。每周与大家聊的时间还是很短。争取从下周开始,每周三晚上有半个小时与大家再交流一下。 风行烈:我个人学Linux的切入是从写驱动开始,如果开始就去研究进程和内存管理会很枯燥 陈渝:每个人特点和基础不同,没有绝对的学习方式。希望大家能够探索一条适合自己的路。比如,对于学习os而言,我比较喜欢分析一个小的但比较全面的可实际工作的os。理解比较清楚后,再看linux的相关东西,并写写kernel module。

Q:老师,minix怎样:

A:minix不错呀。不过现在体检也很大了。我个人觉得微内核架构与单体内核架构差别还是较大。除非你照着minix作者的教材“操作系统设计与实现--基于minix”学,那我建议你看minix.。design and implementation 这本书就是围绕minix。

Q:您提到的小的os,就是我们实验用的那个吗

A:小os有很多,xv6, ucore,....,还有国内的linux-0.11等,harvard 的OS161, U of Maryland:geek os, berkeley: nachos,stanford: pintos,我比较欣赏xv6,简单!

2014/12/17

Q:陈老师,您觉得哪本书对实现一个操作系统比较合适?

A:推荐计算机专业的同学我推荐看 于渊的《Orange’s:一个操作系统的实现》,及其早期写的《自己动手写操作系统》;《30天自制操作系统》,不过感觉有点不深入;《Linux内核完全剖析:基于0.12内核》,赵炯,很细,不过对于为什么这么做解释的较少。《Linux内核源代码情景分析》毛德操,说明了怎么做,也说明了为什么这么做,挺不错的书,不过难度和深度较大。推荐非计算机专业的同学看《嵌入式实时操作系统μC/OS-II》邵贝贝老师翻译的,简单易懂。

Q:OS领域那些会议或者期刊的论文值得关注?

A:OS领域以会议为主,期刊较弱。顶级会议包括SOSP、OSDI、ASPLOS;一流会议包括USENIX、EUROSYS、VEE、HOTOS、FAST;不错的会议APSYS;领域沾边的会议NSDI、HPCA、MOBISYS、SIGCOM…。 期刊有IEEE Trans of Computer,ACM Trans of …,还有系统安全领域、软件工程领域,都与OS沾边。

Q:单cpu情况下,操作系统在调度进程时候,如何调度操作系统本身?

A:操作系统本身是不需要调度的,只是被动的提供服务,用户进程/线程和内核线程需要OS调度。

Q:软件工程学到什么程度会和操作系统打交道?

A:软件工程不是学来的,而是实践中体会到的,所以两者不存在依赖关系。

Q:https://www.cs.purdue.edu/homes/cs252/ 课程怎么样?

A:这个课程还不错,但不是分析理解OS的实现,而是理解如何正确使用OS。

Q:老师,介绍点linux os paper。

A:直接到网址上看每年的SOSP,OSDI,USENIX,EUROSYS的paper、ppt、video,网上都是免费的,ACM这点做的不错。 还有:https://www.usenix.org/conference/osdi14/technical-sessions http://sigops.org/sosp/sosp13/program.html https://www.usenix.org/conference/atc13/technical-sessions

Q:对于刚接触操作系统,只有操作系统原理的一些基础,怎样编写代码实践,比如linux内核,光看书也不知道如何实践?

A:看邵贝贝老师的《嵌入式实时操作系统μC/OS-II》吧,然后把代码理解,编译,运行。

Q:如果不想简单的抄代码,而是能够修改,应该这么做?

A:先重复吧,如果重复完了,并且理解了,再尝试修改,一口吃不成胖子,一步一步来。

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