# 操作系统实践课

**Repository Path**: fu--fu/OSClass

## Basic Information

- **Project Name**: 操作系统实践课
- **Description**: 操作系统实践课，一步步从0搭建出自己的操作系统
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-09-23
- **Last Updated**: 2025-12-30

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# RISC-V OS 项目

一个基于RISC-V架构的教学型操作系统，实现了完整的内存管理、进程管理和调度系统。

## 🎯 项目特性

### 已实现功能

- ✅ **物理内存管理(PMM)**
  - 页式内存分配
  - 空闲页管理
  - 内存统计

- ✅ **虚拟内存管理(VMM)**
  - 三级页表(Sv39)
  - 地址映射
  - 页表遍历和销毁

- ✅ **进程管理**
  - 进程创建/销毁
  - fork系统调用
  - 进程树管理
  - 进程状态转换
  - 优先级管理

- ✅ **进程调度**
  - 轮转调度(Round Robin)
  - 优先级调度(Priority)
  - 多级反馈队列(MLFQ)
  - 简化版CFS

- ✅ **同步原语**
  - 自旋锁(Spinlock)
  - 信号量(Semaphore)
  - 条件变量(Condition Variable)
  - 读写锁(Read-Write Lock)

- ✅ **上下文切换**
  - 寄存器保存/恢复
  - 栈切换
  - 调度器切换

## 📁 项目结构

```
riscv-os/
├── kernel/
│   ├── proc/            # 进程管理
│   │   ├── proc.c       # 进程管理核心
│   │   ├── swtch.S      # 上下文切换
│   │   ├── sched.c      # 调度算法
│   │   └── sched.h      # 调度器接口
│   ├── sync/            # 同步原语
│   │   ├── sem.c        # 信号量、条件变量、读写锁
│   │   └── sem.h
│   ├── mm/              # 内存管理
│   └── test/            # 测试用例
├── docs/                # 文档
│   ├── LAB5_PROCESS_MANAGEMENT.md  # 实验5详细文档
│   ├── 实验5_快速使用指南.md        # 快速使用指南
│   └── 实验5_实现总结.md            # 实现总结
└── README.md
```

## 🚀 快速开始

### 环境要求
- RISC-V工具链(riscv64-unknown-elf-gcc)
- QEMU模拟器(qemu-system-riscv64)
- Make构建工具

### 编译与运行

```bash
cd kernel
make clean
make
make qemu
```

## 📖 文档

### 实验5：进程管理与调度

- **[详细实验文档](docs/LAB5_PROCESS_MANAGEMENT.md)** - 完整的理论基础、实现细节和设计决策
- **[快速使用指南](docs/实验5_快速使用指南.md)** - API参考、典型场景和调试技巧
- **[实现总结](docs/实验5_实现总结.md)** - 功能清单、性能指标和学习建议

## 💻 使用示例

### 创建进程
```c
#include "proc.h"

void my_task(void) {
    printf("Hello from process!\n");
}

int main() {
    proc_init();
    int pid = create_process(my_task, "my_task");
    scheduler();  // 启动调度器
}
```

### Fork进程
```c
int pid = fork_process();
if(pid == 0) {
    printf("I am child\n");
    exit_process(0);
} else {
    int status;
    wait_process(&status);
}
```

### 使用信号量
```c
#include "sync/sem.h"

struct semaphore mutex;
sem_init(&mutex, 1, "mutex");

sem_wait(&mutex);
// 临界区
sem_signal(&mutex);
```

## 🧪 测试

```c
#include "test/test_proc_advanced.h"

test_process_advanced();  // 运行完整测试套件

// 或运行特定测试
test_fork_basic();         // Fork测试
test_mlfq_sched();         // MLFQ调度测试
test_semaphore();          // 信号量测试
```

## 🎓 学习资源

1. **《xv6手册》** - MIT 6.S081课程
2. **《操作系统概念》** - Silberschatz等著
3. **RISC-V规范** - https://riscv.org/specifications/

## 🙏 致谢

本项目参考了xv6操作系统的设计思想，感谢MIT PDOS实验室的优秀工作。

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**祝你学习愉快！** 🎉