Table of contents

简介
Lec01 Introduction and Examples (Robert)
- 1.1 课程内容简介
- 1.2 操作系统结构
- 1.3 Why Hard and Interesting
- 1.4 课程结构和资源
- 1.5 read, write, exit系统调用
- 1.6 open系统调用
- 1.7 Shell
- 1.8 fork系统调用
- 1.9 exec, wait系统调用
- 1.10 I/O Redirect
Lec03 OS Organization and System Calls (Frans)
- 3.1 上一节课回顾
- 3.2 操作系统隔离性（isolation）
- 3.3 操作系统防御性（Defensive）
- 3.4 硬件对于强隔离的支持
- 3.5 User/Kernel mode切换
- 3.6 宏内核 vs 微内核（Monolithic Kernel vs Micro Kernel）
- 3.7 编译运行kernel
- 3.8 QEMU
- 3.9 XV6 启动过程
Lec04 Page tables (Frans)
- 4.1 课程内容简介
- 4.2 地址空间（Address Spaces）
- 4.3 页表（Page Table）
- 4.4 页表缓存（Translation Lookaside Buffer）
- 4.5 Kernel Page Table
- 4.6 kvminit 函数
- 4.7 kvminithart 函数
- 4.8 walk 函数
Lec05 Calling conventions and stack frames RISC-V (TA)
- 5.1 C程序到汇编程序的转换
- 5.2 RISC-V vs x86
- 5.3 gdb和汇编代码执行
- 5.4 RISC-V寄存器
- 5.5 Stack
- 5.6 Struct
Lec06 Isolation & system call entry/exit (Robert)
- 6.1 Trap机制
- 6.2 Trap代码执行流程
- 6.3 ECALL指令之前的状态
- 6.4 ECALL指令之后的状态
- 6.5 uservec函数
- 6.6 usertrap函数
- 6.7 usertrapret函数
- 6.8 userret函数
Lec08 Page faults (Frans)
- 8.1 Page Fault Basics
- 8.2 Lazy page allocation
- 8.3 Zero Fill On Demand
- 8.4 Copy On Write Fork
- 8.5 Demand Paging
- 8.6 Memory Mapped Files
Lec09 Interrupts (Frans)
- 9.1 真实操作系统内存使用情况
- 9.2 Interrupt硬件部分
- 9.3 设备驱动概述
- 9.4 在XV6中设置中断
- 9.5 UART驱动的top部分
- 9.6 UART驱动的bottom部分
- 9.7 Interrupt相关的并发
- 9.8 UART读取键盘输入
- 9.9 Interrupt的演进
Lec10 Multiprocessors and locking (Frans)
- 10.1 为什么要使用锁？
- 10.2 锁如何避免race condition？
- 10.3 什么时候使用锁？
- 10.4 锁的特性和死锁
- 10.5 锁与性能
- 10.6 XV6中UART模块对于锁的使用
- 10.7 自旋锁（Spin lock）的实现（一）
- 10.8 自旋锁（Spin lock）的实现（二）
Lec11 Thread switching (Robert)
- 11.1 线程（Thread）概述
- 11.2 XV6线程调度
- 11.3 XV6线程切换（一）
- 11.4 XV6线程切换（二）
- 11.5 XV6进程切换示例程序
- 11.6 XV6线程切换 --- yield/sched函数
- 11.7 XV6线程切换 --- switch函数
- 11.8 XV6线程切换 --- scheduler函数
- 11.9 XV6线程第一次调用switch函数
Lec13 Sleep & Wake up (Robert)
- 13.1 线程切换过程中锁的限制
- 13.2 Sleep&Wakeup 接口
- 13.3 Lost wakeup
- 13.4 如何避免Lost wakeup
- 13.5 Pipe中的sleep和wakeup
- 13.6 exit系统调用
- 13.7 wait系统调用
- 13.8 kill系统调用
Lec14 File systems (Frans)
- 14.1 Why Interesting
- 14.2 File system实现概述
- 14.3 How file system uses disk
- 14.4 inode
- 14.5 File system工作示例
- 14.6 XV6创建inode代码展示
- 14.7 Sleep Lock
Lec15 Crash recovery (Frans)
- 15.1 File system crash概述
- 15.2 File system crash示例
- 15.3 File system logging
- 15.4 log_write函数
- 15.5 end_op函数
- 15.6 File system recovering
- 15.7 Log写磁盘流程
- 15.8 File system challenges
Lec16 File system performance and fast crash recovery (Robert)
- 16.1 Why logging
- 16.2 XV6 File system logging回顾
- 16.3 ext3 file system log format
- 16.4 ext3如何提升性能
- 16.5 ext3文件系统调用格式
- 16.6 ext3 transaction commit步骤
- 16.7 ext3 file system恢复过程
- 16.8 为什么新transaction需要等前一个transaction中系统调用执行完成
- 16.9 总结
Lec17 Virtual memory for applications (Frans)
- 17.1 应用程序使用虚拟内存所需要的特性
- 17.2 支持应用程序使用虚拟内存的系统调用
- 17.3 虚拟内存系统如何支持用户应用程序
- 17.4 构建大的缓存表
- 17.5 Baker's Real-Time Copying Garbage Collector
- 17.6 使用虚拟内存特性的GC
- 17.7 使用虚拟内存特性的GC代码展示
Lec18 OS organization (Robert)
- 18.1 Monolithic kernel
- 18.2 Micro kernel
- 18.3 Why micro kernel?
- 18.4 L4 micro kernel
- 18.5 Improving IPC by Kernel Design
- 18.6 Run Linux on top of L4 micro kernel
- 18.7 L4 Linux性能分析
Lec19 Virtual Machines (Robert)
- 19.1 Why Virtual Machine?
- 19.2 Trap-and-Emulate --- Trap
- 19.3 Trap-and-Emulate --- Emulate
- 19.4 Trap-and-Emulate --- Page Table
- 19.5 Trap-and-Emulate --- Devices
- 19.6 硬件对虚拟机的支持
- 19.7 Dune: Safe User-level Access to Privileged CPU Features
Lec20 Kernels and HLL (Frans)
- 20.1 C语言实现操作系统的优劣势
- 20.2 高级编程语言实现操作系统的优劣势
- 20.3 高级编程语言选择 --- Golang
- 20.4 Biscuit
- 20.5 Heap exhaustion
- 20.6 Heap exhaustion solution
- 20.7 Evaluation: HLL benefits
- 20.8 Evaluation: HLL performance cost(1)
- 20.9 Evaluation: HLL performance cost(2)
- 20.10 Should one use HLL for a new kernel?
Lec21 Networking (Robert)
- 21.1计算机网络概述
- 21.2 二层网络 --- Ethernet
- 21.3 二/三层地址转换 --- ARP
- 21.4 三层网络 --- Internet
- 21.5 四层网络 --- UDP
- 21.6 网络协议栈（Network Stack）
- 21.7 Ring Buffer
- 21.8 Receive Livelock
- 21.9 如何解决Livelock
Lec22 Meltdown (Robert)
- 22.1 Meltdown发生的背景
- 22.2 Speculative execution(1)
- 22.3 Speculative execution(2)
- 22.4 CPU caches
- 22.5 Flush and Reload
- 22.6 Meltdown Attack
- 22.7 Meltdown Fix
Lec23 RCU (Robert)
- 23.1 使用锁带来的问题
- 23.2 读写锁 (Read-Write Lock)
- 23.3 RCU实现(1) - 基本实现
- 23.4 RCU实现(2) - Memory barrier
- 23.5 RCU实现(3) - 读写规则
- 23.6 RCU用例代码
- 23.7 RCU总结