作業系統設計與實作

課程資訊

課程名稱：（中文授課）作業系統設計與實作

授課教師：曹孝櫟

修課年度：108 下資科工碩 - 選修

作業

課程網頁 - 2020

Lab 0: Environment Setup

Lab 0 Spec

Lab 0 Reference Source Code

Lab 0 主要在配置開發環境，安裝一些工具，並測試硬體有沒有問題。

Lab 1: Hello World

Lab 1 Spec

Lab 1 Reference Source Code

R1	R2	R3	Q1	Q2	E1	E2	E3
Excellent	Excellent	Excellent	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes

Lab 1 主要在熟悉 bare metal 的開發，操作一些 ARM 的周邊元件及撰寫一個簡單的 shell。

Lab 2: Bootloader

Lab 2 Spec

Lab 2 Reference Source Code

R1	R2	Q1	Q2	E1	E2	E3
Excellent	Excellent	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes

Lab 2 主要目標是撰寫 bootloader，透過撰寫一個 3rd bootloader，方便之後透過 UART 載入 kernel image 到實體機上，省去在測試時頻繁插拔 SD Card 並重複做複製貼上的困擾。除此之外還要學習操作 Mailbox 與 PL011 UART。

Lab 3: Exception and Interrupt

Lab 3 Spec

Lab 3 Reference Source Code

Lab 3 QA

R1	R2	R3	R4	Q1	Q2	Q3	E1	E2-1	E2-2	E3
Excellent	Excellent	Excellent	Excellent	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes

Lab 3 在學習如何實作 kernel 的 interrupt，透過 interrupt 可以讓 kernel 免於不停 polling 的窘境。

⚠️ 後面的 Lab 都處於邊學邊寫的實作狀態，有些細節可能寫的時候還不是特別清楚，程式請謹慎參考

Lab 4: Multitasking

Lab 4 Spec

Lab 4 Reference Source Code

Lab 4 QA

R1	R2	R3	R4	Q1	Q2	Q3	E1	E2	E3	E4	E5
Excellent	Excellent	Excellent	Excellent	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	No	No

Multi-tasking 是作業系統中最重要的功能之一。Lab 4 實作了 single core 的 task scheduler，並重新設計了 system call 的架構。

Lab 5: Virtual memory

Lab 5 Spec

Lab 5 Reference Source Code

Lab 5 QA

R1	R2	R3	R4	Q1	Q2	Q3	E1	E2	E3	E4
Excellent	Excellent	Excellent	Excellent	Yes	Yes	Yes	Yes	No	No	No

Virtual Memory 可以為所有 User Programs 都提供一個理想的 Memory Layout，使所有 User tasks 都享有獨立的 Address Space。在 Lab 5 實作 Virtual Memory 的同時，也會實作一個簡單的 User Library，提供 User Space 與 Kernel Space 的橋樑。