练习

对实验报告的要求：

  • 基于markdown格式来完成，以文本方式为主
  • 填写各个基本练习中要求完成的报告内容
  • 完成实验后，请分析ucore_lab中提供的参考答案，并请在实验报告中说明你的实现与参考答案的区别
  • 列出你认为本实验中重要的知识点，以及与对应的OS原理中的知识点，并简要说明你对二者的含义，关系，差异等方面的理解（也可能出现实验中的知识点没有对应的原理知识点）
  • 列出你认为OS原理中很重要，但在实验中没有对应上的知识点

练习0：填写已有实验

本实验依赖实验1/2/3/4/5/6。请把你做的实验1/2/3/4/5/6的代码填入本实验中代码中有“LAB1”/“LAB2”/“LAB3”/“LAB4”/“LAB5”/“LAB6”的注释相应部分。并确保编译通过。注意：为了能够正确执行lab7的测试应用程序，可能需对已完成的实验1/2/3/4/5/6的代码进行进一步改进。

练习1: 理解内核级信号量的实现和基于内核级信号量的哲学家就餐问题（不需要编码）

完成练习0后，建议大家比较一下（可用meld等文件diff比较软件）个人完成的lab6和练习0完成后的刚修改的lab7之间的区别，分析了解lab7采用信号量的执行过程。执行make grade，大部分测试用例应该通过。

请在实验报告中给出内核级信号量的设计描述，并说其大致执行流流程。

请在实验报告中给出给用户态进程/线程提供信号量机制的设计方案，并比较说明给内核级提供信号量机制的异同。

练习2: 完成内核级条件变量和基于内核级条件变量的哲学家就餐问题（需要编码）

首先掌握管程机制，然后基于信号量实现完成条件变量实现，然后用管程机制实现哲学家就餐问题的解决方案（基于条件变量）。

执行：make grade
。如果所显示的应用程序检测都输出ok，则基本正确。如果只是某程序过不去，比如matrix.c，则可执行

  1. make run-matrix

命令来单独调试它。大致执行结果可看附录。

请在实验报告中给出内核级条件变量的设计描述，并说其大致执行流流程。

请在实验报告中给出给用户态进程/线程提供条件变量机制的设计方案，并比较说明给内核级提供条件变量机制的异同。

请在实验报告中回答：能否不用基于信号量机制来完成条件变量？如果不能，请给出理由，如果能，请给出设计说明和具体实现。

扩展练习 Challenge ：　在ucore中实现简化的死锁和重入探测机制

在ucore下实现一种探测机制，能够在多进程/线程运行同步互斥问题时，动态判断当前系统是否出现了死锁产生的必要条件，是否产生了多个进程进入临界区的情况。
如果发现，让系统进入monitor状态，打印出你的探测信息。

扩展练习 Challenge ：　参考Linux的RCU机制，在ucore中实现简化的RCU机制

在ucore
下实现下Linux的RCU同步互斥机制。可阅读相关Linux内核书籍或查询网上资料，可了解RCU的设计实现细节，然后简化实现在ucore中。
要求有实验报告说明你的设计思路，并提供测试用例。下面是一些参考资料：