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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