# oslabcode

**Repository Path**: oscsc/oslabcode

## Basic Information

- **Project Name**: oslabcode
- **Description**: NJU CS JYY OS-Lab Course Code.  (OSLab 2023)
- **Primary Language**: C
- **License**: Apache-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: https://jyywiki.cn
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 2
- **Forks**: 0
- **Created**: 2023-03-28
- **Last Updated**: 2025-05-09

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 操作系统：设计与实现（2023）课程相关代码

> 课程整理内容见：[操作系统：设计与实现](https://xliuqq.github.io/csblog/courses/os_lab/index.html)
> 
> AbstrctMachine Github 官方地址: https://github.com/NJU-ProjectN/abstract-machine
>
> ipynb 格式在 VS Code中运行，需要安装 jupyter 包。
>
> TODO (model_checker 的结果可视化， gojs)

1. **绪论**：操作系统概述
   - [多项式/符号计算示例](./ch01-os_introduction/math_demo.ipynb)
   - [TODO(暂未发现哪里有讲）虚拟地址验证示例](./ch01-os_introduction/virtual_mem_verify)

2. **绪论**：应用视角的操作系统
   - hello_world的最小程序 
      - [printf的helloworld](./ch02-os_app_view/minimal_helloworld/normal.c)
      - [汇编最小化的helloworld](./ch02-os_app_view/minimal_helloworld/minimal.S)
      - [内置框架的helloworld](./ch02-os_app_view/minimal_helloworld/inner.c)
   - [非递归的汉诺塔](./ch02-os_app_view/hanoi/hanoi-nr.c)
   - [编译器优化示例](./ch02-os_app_view/compiler_opt/compiler_opt.c)
   - [f_g非递归代码](./ch02-os_app_view/f_g/f_g.c)

3. **绪论**：硬件视角的操作系统
   - [7段数码管显示0,1,2](./ch03-os_hardware_view/seven-seg/Makefile)
   - [qemu加载BIOS示例](./ch03-os_hardware_view/qemu-bios/Makefile)

4. **并发**：操作系统模型
   - [python模拟操作系统(model_checker)](./ch04-os_python_modeling/os-toy/os-model.py)
   - [500行建模操作系统](./ch04-os_python_modeling/mosaic/mosaic.py)

5. **并发**：多处理器编程
   - [栈的范围验证](./ch05-os_multi_cpu_programming/stack_verify/Makefile)
   - [放弃：原子性](./ch05-os_multi_cpu_programming/atomic/alipay.c)
   - [放弃：执行顺序](./ch05-os_multi_cpu_programming/order/sum.c)
   - [放弃：处理器间的可见性](./ch05-os_multi_cpu_programming/visibility/store-load.c)

6. **并发**：并发控制基础
   - [peterson 算法两线程互斥](./ch06-os_concurrency_control_basic/peterson/peterson.c)
   - [原子性汇编指令实现自增](./ch06-os_concurrency_control_basic/atomic/sum-atomic.c)

7. **并发** ：并发控制：互斥
   - [asm 实现原子性 xchg](./ch07-os_concurrency_control_mutex/spinlock/xchg.c)
   - [xchg 实现 spinlock](./ch07-os_concurrency_control_mutex/spinlock/spinlock.c)
   - [spinlock 实现 sum](./ch07-os_concurrency_control_mutex/spinlock/sum.c)
   - [cmpxchg的实现和测试](./ch07-os_concurrency_control_mutex/cmpxchg/cmpxchg.c)
   - [自旋锁和互斥锁的性能比较](./ch07-os_concurrency_control_mutex/sync-cmp/Makefile)
   - [gdb 多线程调试](./ch07-os_concurrency_control_mutex/sync-cmp/init.gdb)

8. **并发** ：调试理论与实践
   - [gdb 多线程调试](./ch08-os_debug_and_action/futex/Makefile)
   - [数组越界的编译器检查](./ch08-os_debug_and_action/mem/Makefile)

9. **并发** ：并发控制：同步 (1)
   - [基于mutex实现生产消费者](./ch09-os_sync_condition/mutex/pc-mutex.c)
   - [基于单个条件变量实现生产消费者](./ch09-os_sync_condition/condition/pc-cv.c)
   - [基于两个条件变量实现生产消费者](./ch09-os_sync_condition/condition/pc-cv-two.c)
   - [验证生产消费者正确实现](./ch09-os_sync_condition/validate.py)
   - [并发打印 <><_ 或 ><>_](./ch09-os_sync_condition/fish/fish.c)
   - [并发打印 <><_ 或 ><>_的正确性验证](./ch09-os_sync_condition/fish/validate.py)

10. **并发** ：并发控制：同步 (2)
   - [基于两个信号量实现生产消费者](./ch10-os_sync_semphore/sem/pc-sem.c)
   - [基于信号量的并发打印 <><_ 或 ><>_](./ch10-os_sync_semphore/fish/fish.c)
   - [哲学家吃饭问题](./ch10-os_sync_semphore/philosopher/philosopher.c)

11. **并发** ：真实世界的并发编程
   - [(HPC)多线程绘制Mandelbrot set](./ch11-os_concurrent_in_real_world/hpc/mandelbrot.c)
   - [(数据中心)go routine 示例](./ch11-os_concurrent_in_real_world/datacenter/fib.go)
   - [(数据中心)go channel 实现生产消费者](./ch11-os_concurrent_in_real_world/datacenter/pc.go)
   - [(分布式机器学习)Mandelbrot set GPU绘制](./ch11-os_concurrent_in_real_world/gpu/mandelbrot.cu)

12. (13)**并发** ：并发 Bug 和应对
   - [死锁的应对：锁的顺序](./ch12_13-os_concurrent_bug_category_defense/deadlock/lock-ordering.c)
   - [防御性编程: xv6 spinlock](./ch12_13-os_concurrent_bug_category_defense/spinlock/spinlock-xv6.c)
   - [自动运行时检查: lockdep](./ch12_13-os_concurrent_bug_category_defense/runtimecheck/lockdep.c)
   - [自动运行时检查: AddressSanitizer ](./ch12_13-os_concurrent_bug_category_defense/runtimecheck/uaf.c)
   - [自动运行时检查: ThreadSanitizer(数据竞争)](./ch12_13-os_concurrent_bug_category_defense/runtimecheck/alipay.c)

14. **并发**：多处理器系统与中断机制
   - [模拟纸带输入进行指令执行](./ch14_os_interrupt/rvemu/rvemu.c)
   - [!!轻量级的RISC-V32位模拟器](./ch14_os_interrupt/rv32ima/rv32ima.h)
   - [!!内核spinlock的中断（依赖AbstractMachine)](./ch14_os_interrupt/spinlock_interrupt/spinlock.c)
   - [!!50行实现操作系统内核（依赖AbstractMachine)](./ch14_os_interrupt/50linesos/thread-os.c)

15. **虚拟化**：操作系统上的进程
   - [!!线程操作系统与上下文切换（依赖AbstractMachine)](./ch15-os_process/thread_and_process/thread-os.c)
   - [(fork)“状态机的复制”-并发](./ch15-os_process/fork/fork-demo.c)
   - [(fork)“状态机的复制”-缓冲区](./ch15-os_process/fork/fork-printf.c)
   - [(execve)“状态机的重置”-环境变量](./ch15-os_process/execve/execve-demo.c)

16. **虚拟化**：Linux 操作系统
   - [qemu启动minix](./ch16-os_linux/minix/Makefile)
   - [minimal linux](./ch16-os_linux/minimal_linux/Makefile)

17. **虚拟化**：进程的地址空间
   - [静态链接和动态链接的进程的地址空间](./ch17-os_linux_process_address/process_address/Makefile)
   - [mmap使用示例](./ch17-os_linux_process_address/mmap/mmap-alloc.c)
   - [扫描并修改进程的内存的特定地址的值](./ch17-os_linux_process_address/hack/knight.c)
   - [运行时patch代码](./ch17-os_linux_process_address/hack/hack.py)

18. **虚拟化**： 操作系统实验生存指南 
   - [patch热更新函数代码](./ch18-os_lab_live_guide/dsu/dsu.c)
   - [!!OSLab实验-最小线程操作系统的调试（依赖AbstractMachine)](./ch18-os_lab_live_guide/thread-os/visualize.py)


19. **虚拟化**：系统调用和 UNIX Shell
   - [freestanding shell 代码](./ch19-os_systemcall_unixshell/freestanding-shell/sh.c)

20. **虚拟化**：C 标准库的实现
   - [多线程 memset的问题](./ch20-os_standard_c/memset/memset-race.c)
   - [environ 内置环境变量](./ch20-os_standard_c/env/env.c)

21. (22) **虚拟化**：可执行文件的加载
   - [加载最小可执行文件到内存执行](./ch21_22-os_executable_files/loader/loader.c)
   - [加载并执行静态可执行文件](./ch21_22-os_executable_files/loader/loader-static.c)
   - [!!动态链接可执行文件的模拟加载实现](./ch21_22-os_executable_files/dlbox/dlbox.c)
   - [使用自定义的ld.so](./ch21_22-os_executable_files/customized_loader/ld.S)
   - [LD_PRELOAD hook 内存分配](./ch21_22-os_executable_files/preload/hook.c)

23. **虚拟化**：应用视角的操作系统(状态机模型的应用)
   - 回顾：没有实验代码

24. **虚拟化**：进程的实现（操作系统内核实现）
   - [进程的实现：COW机制](./ch24-os_process_impl/cow_test/cow_test.c)
   - [进程的实现：内存页面共享（查看函数的物理地址）](./ch24-os_process_impl/vm/vm.c)
   - [真实的调度器:NUMA下多线程调度的问题](./ch24-os_process_impl/numa_perf/Makefile)

25. **持久化**：存储设备原理
   - 没有实验代码

26. **持久化**：输入输出设备
   - 没有实验代码

27. **持久化**：设备驱动程序与文件系统
   - [linux设备驱动:内核模块实现设备](./ch27-os_linux_device_driver/customized_driver/driver.c)

28. **持久化**：FAT 和 UNIX 文件系统
   - [扫描 FAT 文件系统](./ch28-os_fat_unix/fat_tree/fat_tree.c)

29.  **持久化**：持久数据的可靠性 
   - [文件系统损坏的model-check](./ch29-os_available_durable_data/system_crash/fs-crash.py)

30. 课程总结
   - 没有实验代码