徐文昊的碎碎念 - xuwhaos website

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徐 文 昊 的 碎 碎 念 x u w h a o s w e b s i t e L o a d i n g . . . A r t i c l e s 1 6 T a g s 1 7 C a t e g o r i e s 8 H o m e C a t a l o g u e A r c h i v e s T a g s C a t e g o r i e s L i f e G a l l e r y T a l k i n g L i n k A b o u t 徐 文 昊 的 碎 碎 念 S e a r c h H o m e C a t a l o g u e A r c h i v e s T a g s C a t e g o r i e s L i f e G a l l e r y T a l k i n g L i n k A b o u t 徐 文 昊 的 碎 碎 念 M I T 6 . S 0 8 1 2 0 2 1 操 作 系 统 实 验 概 述 S t i c k y | C r e a t e d 2 0 2 2 0 3 1 3 | O p e r a t i n g S y s t e m M I T 6 . S 0 8 1 2 0 2 1 是 麻 省 理 工 学 院 开 设 的 一 门 计 算 机 专 业 的 课 程 。 通 过 一 个 个 实 验 实 现 部 分 内 核 的 功 能 来 学 习 设 计 和 实 现 操 作 系 统 。 简 而 言 之 就 是 操 作 系 统 大 填 空 。 本 课 程 是 基 于 x v 6 的 。 x v 6 是 一 个 用 于 教 学 的 ， 简 单 的 类 U n i x 操 作 系 统 。 做 这 个 实 验 之 前 你 最 好 会 用 G i t ， 会 c l o n e , c o m m i t 就 行 。 课 程 一 共 有 1 0 个 L a b ， 这 里 主 要 做 一 个 目 录 的 作 用 ， 可 以 在 后 文 前 往 对 应 的 L a b 进 行 浏 览 。 2 0 2 2 / 0 4 / 1 9 , 终 于 写 完 十 个 实 验 了 ， 收 获 还 是 挺 大 的 。 个 人 感 觉 L a b 难 度 ， 涉 及 到 虚 存 的 都 挺 难 ， 小 细 节 太 多 。 例 如 P a g e t a b l e s , C o p y o n w r i t e , m m a p 等 。 其 次 是 T r a p s ， F i l e S y s t e m 等 。 准 备 开 始 更 新 所 有 实 验 的 心 路 历 程 了 。 实 验 环 境 配 置 基 本 上 就 根 据 课 程 官 方 教 程 来 配 置 就 好 。 如 果 和 我 一 样 是 W i n d o w s 1 0 系 统 ， 不 推 荐 V i r t u a l B o x 或 者 V M W a r e 装 U b u n t u 虚 拟 机 。 建 议 直 接 W S L 2 . 先 安 装 W S L 2 ， 安 装 U b u n t u 2 0 . 0 4 L T S 。 W S L 2 安 装 U b u n t u 的 教 程 点 此 。 千 万 不 要 装 . . . M I T 6 . 8 3 0 2 0 2 1 数 据 库 系 统 实 验 概 述 及 环 境 配 置 S t i c k y | C r e a t e d 2 0 2 2 0 4 2 4 | D a t a b a s e S y s t e m s M I T 6 . 8 3 0 2 0 2 1 是 麻 省 理 工 学 院 开 设 的 一 门 关 于 数 据 库 系 统 的 课 程 。 课 程 提 供 一 个 玩 具 级 别 数 据 库 的 框 架 ， 然 后 我 们 需 要 根 据 这 个 框 架 ， 实 现 一 个 简 单 的 数 据 库 。 类 似 的 课 程 比 较 有 名 的 还 有 C M U 1 5 4 4 5 . 选 M I T 6 . 8 3 0 的 主 要 原 因 是 因 为 它 是 J a v a 写 的 。 C M U 的 那 门 课 是 C + + 写 的 ， 我 不 会 C + + , 逃 : ) . 这 个 课 程 有 6 个 L a b . L a b 1 : 基 础 设 施 L a b 2 : 查 询 算 子 L a b 3 : 查 询 优 化 L a b 4 : 事 务 锁 和 死 锁 L a b 5 : B + 树 增 删 L a b 6 : 回 滚 和 恢 复 下 面 整 理 一 下 这 门 课 的 环 境 配 置 。 实 验 环 境 配 置 实 验 中 说 了 ， 最 好 在 类 U n i x 环 境 中 进 行 实 验 。 比 如 G N U L i n u x 的 各 个 发 行 版 或 者 M a c O S . 所 以 这 里 和 M I T 6 . S 0 8 1 一 样 ， 还 是 用 W S L 2 , 装 U b u n t u 2 0 . 0 4 L T S . I D E 用 的 I n t e l i J I D E A . 安 装 J D K 直 接 用 O p e n J D K 。 s u d o a p t i n s t a l l o p e n j d k 1 1 j d k 安 装 好 后 J D K 路 径 在 / u s r / l i b / j v m / j a v a 1 1 o p e n j d k . . . M I T 6 . 8 2 4 分 布 式 系 统 2 0 2 2 L a b 1 M R 解 决 思 路 和 调 试 技 巧 C r e a t e d 2 0 2 3 0 2 0 1 | D i s t r i b u t e d S y s t e m s 话 说 这 门 课 2 0 2 3 改 名 叫 6 . 5 8 4 0 了 。 问 题 定 义 一 开 始 上 来 不 知 道 要 干 什 么 。 还 是 要 先 说 回 论 文 里 的 这 张 图 。 系 统 中 有 个 C o o r d i n a t o r ( M a s t e r ) 和 一 堆 W o r k e r . W o r k e r 向 C o o r d i n a t o r 请 求 任 务 来 执 行 并 向 C o o r d i n a t o r 提 交 任 务 结 果 ， C o o r d i n a t o r 负 责 任 务 的 分 发 以 及 状 态 的 记 录 。 系 统 的 输 入 是 一 堆 文 件 ， 每 个 文 件 对 应 一 个 M a p 任 务 。 任 务 由 W o r k e r 向 C o o r d i n a t o r 请 求 ， 由 C o o r d i n a t o r 向 下 分 发 。 在 分 发 M a p 任 务 时 ， C o o r d i n a t o r 同 时 会 传 递 R e d u c e 的 任 务 数 量 （ N R e d u c e ） 给 W o r k e r 。 每 个 W o r k e r 会 生 成 N R e d u c e 个 中 间 文 件 ， 将 不 同 的 K e y 哈 希 到 不 同 文 件 里 。 最 后 H a s h 结 果 相 同 的 一 组 文 件 形 成 一 个 R e d u c e 任 务 交 给 W o r k e r 执 行 。 调 试 技 巧 L o g g e r 在 讨 论 解 决 方 案 之 前 ， 阐 述 一 些 调 试 技 巧 是 很 重 要 的 。 多 线 程 的 程 序 与 单 线 程 程 序 不 同 ， B u g 不 一 定 能 百 分 百 复 现 ， 并 且 不 好 断 点 调 试 ， 所 以 一 种 合 理 的 打 日 志 技 巧 在 整 门 课 程 中 就 非 常 重 要 。 . . . C a l c i t e V o l c a n o P l a n n e r 的 前 世 今 生 C r e a t e d 2 0 2 3 0 1 3 0 | D a t a b a s e 引 言 A p a c h e C a l c i t e 作 为 为 数 不 多 的 V o l c a n o / C a s c a d e s 查 询 优 化 器 的 开 源 实 现 ， 从 早 期 基 于 i m p o r t a n c e 的 优 先 队 列 实 现 ， 到 后 期 更 贴 近 论 文 描 述 的 C a s c a d e s s t y l e T o p D o w n 优 化 器 实 现 ， 其 本 身 经 历 了 多 次 迭 代 。 基 于 此 脉 络 ， 我 们 将 探 讨 C a l c i t e V o l c a n o P l a n n e r 的 前 世 今 生 。 第 一 部 分 我 们 将 介 绍 早 期 基 于 i m p o r t a n c e 的 优 先 队 列 实 现 及 其 存 在 的 问 题 。 第 二 部 分 将 阐 述 C a l c i t e 为 解 决 上 述 问 题 而 实 现 的 S u b s t i t u t i o n R u l e Q u e u e 。 第 三 部 分 将 阐 述 C a s c a d e s s t y l e 的 T o p D o w n 优 化 器 实 现 。 内 容 基 于 C a l c i t e 1 . 3 2 . 0 ， G i t C o m m i t H a s h b e 7 1 3 5 c f 1 f d 3 d 8 7 e 4 0 3 6 b 2 d d 6 e 5 8 d 2 f 1 2 5 1 f 8 9 5 9 . 基 本 概 念 假 设 读 者 对 C a l c i t e 的 基 本 概 念 有 一 定 了 解 。 所 需 了 解 的 概 念 包 括 但 不 限 于 如 下 。 概 念 说 明 R e l S e t 一 组 逻 辑 上 相 等 的 关 系 代 数 表 达 式 R e l S u b s e t 一 组 物 理 属 性 相 等 的 关 系 表 达 式 ， 即 具 有 相 同 的 . . . M I T 6 . S 0 8 1 2 0 2 1 L a b 4 T r a p s C r e a t e d 2 0 2 2 0 4 2 8 | O p e r a t i n g S y s t e m 这 个 实 验 : M I T 6 . S 0 8 1 2 0 2 1 L a b 4 T r a p s 进 一 步 研 究 了 L a b 2 中 提 到 的 U s e r S p a c e 与 K e r n e l S p a c e 的 切 换 机 制 。 T h i s l a b e x p l o r e s h o w s y s t e m c a l l s a r e i m p l e m e n t e d u s i n g t r a p s . S w i t c h b e t w e e n U s e r S p a c e a n d K e r n e l S p a c e 再 来 看 一 下 这 张 x v 6 系 统 调 用 的 基 本 流 程 图 ， 重 点 放 在 黄 色 块 和 蓝 色 块 上 。 这 部 分 的 代 码 是 用 户 态 与 内 核 态 的 切 换 代 码 。 u s e r . h 和 u s y s . S u s y s . S 是 u s y s . p l 生 成 的 汇 编 代 码 ， 其 中 的 函 数 是 u s e r . h 中 函 数 声 明 的 库 函 数 的 实 现 。 当 U s e r S p a c e 中 的 f o r k 被 调 用 时 ， f o r k 上 做 了 如 下 的 事 儿 。 载 入 k e r n e l / s y s c a l l . h 中 的 S Y S _ f o r k 宏 到 a 7 寄 存 器 。 调 用 硬 件 指 令 e c a l l 调 用 硬 件 指 令 r e t # g e n e r a t e d b y u s y s . p l d o n o t e d i t # i n c l u d e k e r n e l / s y s c a . . . M I T 6 . 8 3 0 2 0 2 1 L a b 1 总 结 C r e a t e d 2 0 2 2 0 4 2 4 | D a t a b a s e S y s t e m s M I T 6 . 8 3 0 2 0 2 1 L a b 1 主 要 内 容 是 实 现 S i m p l e D B 的 一 些 基 础 设 施 。 例 如 表 示 数 据 库 中 表 的 类 H e a p F i l e ， 表 示 表 中 一 行 数 据 的 类 T u p l e 等 。 S i m p l e D B 的 存 储 结 构 刚 开 始 做 的 时 候 比 较 蒙 ， 虽 然 能 实 现 这 些 类 ， 但 是 不 知 道 其 到 底 是 一 个 怎 么 样 的 架 构 ， 实 现 的 类 究 竟 有 什 么 作 用 。 在 做 完 这 个 L a b 之 后 捋 了 一 下 ， 在 这 里 将 S i m p l e D B 中 的 类 与 我 们 想 象 中 的 数 据 库 中 的 概 念 做 一 个 联 系 。 如 下 图 所 示 。 s i m p l e d b . c o m m o n . C a t a l o g 这 个 类 中 保 存 了 当 前 数 据 库 中 所 有 的 表 ( T a b l e ) . 在 S i m p l e D B 中 ， 每 个 T a b l e 对 应 着 D B F i l e 这 个 接 口 的 实 现 类 。 本 次 实 验 中 就 要 实 现 H e a p F i l e 这 个 类 。 H e a p F i l e 实 现 了 D B F i l e 接 口 ， 将 逻 辑 上 的 T a b l e 与 物 理 上 的 磁 盘 文 件 建 立 了 映 射 。 后 面 的 描 述 中 将 T a b l e 等 价 于 D B F i l e . 但 在 数 据 库 中 ， T a b l e 并 不 是 数 据 库 的 操 作 单 位 。 数 据 库 进 行 操 作 的 操 作 单 位 是 P a g e . 每 个 D B F i l e 会 被 划 分 为 多 个 P a g e . 数 据 库 每 次 查 询 也 是 查 询 某 个 D B F i l e 的 . . . M I T 6 . S 0 8 1 2 0 2 1 L a b 2 S y s t e m C a l l s C r e a t e d 2 0 2 2 0 4 2 0 | O p e r a t i n g S y s t e m 在 上 个 实 验 U t i l 中 ， 我 们 使 用 x v 6 提 供 的 系 统 调 用 ， 在 U s e r S p a c e 实 现 了 一 些 实 用 的 程 序 。 但 是 我 们 并 不 知 道 x v 6 k e r n e l 是 如 何 实 现 这 些 系 统 调 用 并 且 暴 露 给 用 户 的 。 这 个 实 验 : M I T 6 . S 0 8 1 2 0 2 1 S y s t e m C a l l s 会 令 我 们 明 白 x v 6 k e r n e l 是 如 何 执 行 系 统 调 用 的 。 相 比 于 L a b 1 U t i l , 这 个 实 验 涉 及 了 K e r n e l S p a c e 的 部 分 。 I n t h e l a s t l a b y o u u s e d s y s t e m s c a l l s t o w r i t e a f e w u t i l i t i e s . I n t h i s l a b y o u w i l l a d d s o m e n e w s y s t e m c a l l s t o x v 6 , w h i c h w i l l h e l p y o u u n d e r s t a n d h o w t h e y w o r k a n d w i l l e x p o s e y o u t o s o m e o f t h e i n t e r n a l s o f t h e x v 6 k e r n e l . Y o u w i l l a d d m o r e s y s t e m c a l l s i n l a t e r l a b s . S y s t e m c a l l c h a i n f o r . . . M I T 6 . S 0 8 1 2 0 2 1 L a b 1 U t i l C r e a t e d 2 0 2 2 0 4 1 9 | O p e r a t i n g S y s t e m 这 个 实 验 : M I T 6 . S 0 8 1 2 0 2 1 U t i l 主 要 是 让 我 们 熟 悉 下 x v 6 及 其 系 统 调 用 。 T h i s l a b w i l l f a m i l i a r i z e y o u w i t h x v 6 a n d i t s s y s t e m c a l l s . 前 置 知 识 熟 悉 下 几 个 基 本 的 系 统 调 用 。 f o r k ( ) i n c p i p e s y s t e m c a l l d u p a n d d u p 2 x a r g s i n L i n u x w i t h e x a m p l e s 然 后 你 得 会 用 G i t 的 基 本 操 作 。 g i t f e t c h , g i t c l o n e , g i t a d d , g i t c o m m i t 这 几 个 会 用 即 可 。 T a s k 1 : B o o t x v 6 ( E a s y ) 任 务 要 求 启 动 x v 6 . 这 个 操 作 系 统 是 基 于 R I S C V 架 构 的 。 所 以 如 果 我 们 需 要 启 动 x v 6 系 统 ， 我 们 需 要 一 台 具 有 R I S C V 架 构 的 C P U 及 其 配 套 硬 件 的 计 算 机 。 但 是 显 然 我 们 不 可 能 有 。 所 以 我 们 使 用 Q E M U 来 模 拟 这 样 一 台 计 算 机 。 我 们 先 在 W S L 中 运 行 了 U b u n t u 虚 拟 机 ， 然 后 在 虚 拟 机 上 运 行 了 Q E M U 模 拟 器 ， 最 后 在 Q E M U 上 运 行 了 x v 6 . 启 动 步 骤 按 给 定 的 步 骤 来 即 可 启 动 . . . M I T 6 . S 0 8 1 2 0 2 1 L a b 5 C o p y o n W r i t e F o r k f o r x v 6 C r e a t e d 2 0 2 2 0 3 2 8 | O p e r a t i n g S y s t e m 这 个 实 验 : M I T 6 . S 0 8 1 2 0 2 1 C o p y o n W r i t e F o r k f o r x v 6 是 让 我 们 实 现 f o r k ( ) 的 写 时 复 制 。 T h e f o r k ( ) s y s t e m c a l l i n x v 6 c o p i e s a l l o f t h e p a r e n t p r o c e s s ’ s u s e r s p a c e m e m o r y i n t o t h e c h i l d . I f t h e p a r e n t i s l a r g e , c o p y i n g c a n t a k e a l o n g t i m e . W o r s e , t h e w o r k i s o f t e n l a r g e l y w a s t e d ; f o r e x a m p l e , a f o r k ( ) f o l l o w e d b y e x e c ( ) i n t h e c h i l d w i l l c a u s e t h e c h i l d t o d i s c a r d t h e c o p i e d m e m o r y , p r o b a b l y w i t h o u t e v e r u s i n g m o s t o f i t . O n t h e o t h e r h a n d , i f b o t h p a r e n t a n d c h i l d u s e a p a g e , a n d o n e o r b o t h w r i t e s i t , a c o . . . M I T 6 . S 0 8 1 2 0 2 1 L a b 3 P a g e T a b l e s C r e a t e d 2 0 2 2 0 3 1 0 | O p e r a t i n g S y s t e m 这 个 实 验 : M I T 6 . S 0 8 1 2 0 2 1 L a b 3 P a g e T a b l e s 主 要 是 和 x v 6 的 页 表 有 关 。 I n t h i s l a b y o u w i l l e x p l o r e p a g e t a b l e s a n d m o d i f y t h e m t o t o s p e e d u p c e r t a i n s y s t e m c a l l s a n d t o d e t e c t w h i c h p a g e s h a v e b e e n a c c e s s e d . 前 置 知 识 x v 6 的 内 存 模 型 首 先 要 明 白 ， x v 6 中 分 成 K e r n e l P a g e T a b l e 和 U s e r P a g e T a b l e . 其 中 K e r n e l P a g e T a b l e 由 硬 件 完 成 映 射 ， U s e r P a g e T a b l e 由 操 作 系 统 创 建 并 完 成 映 射 。 v m . c 中 的 函 数 ， 凡 是 k v m 开 头 的 函 数 ， 操 作 的 是 K e r n e l P a g e T a b l e , 凡 是 u v m 开 头 的 ， 操 作 的 是 U s e r P a g e T a b l e . 下 面 是 x v 6 虚 地 址 到 实 际 物 理 地 址 的 映 射 图 。 x v 6 书 中 是 这 么 写 的 ： T h e k e r n e l g e t s a t R A M a n d m e m o r y m a p p e d d e v i c e r e g i s t e r s . . . 1 2 徐 文 昊 三 尺 微 命 ， 一 介 书 生 。 A r t i c l e s 1 6 T a g s 1 7 C a t e g o r i e s 8 F o l l o w M e A n n o u n c e m e n t 如 果 评 论 出 现 无 法 显 示 等 错 误 ， 请 科 学 上 网 。 本 站 采 用 C C B Y N C S A 4 . 0 许 可 证 。 转 载 请 注 明 出 处 。 R e c e n t P o s t M I T 6 . 8 2 4 分 布 式 系 统 2 0 2 2 L a b 1 M R 解 决 思 路 和 调 试 技 巧 2 0 2 3 0 2 0 1 C a l c i t e V o l c a n o P l a n n e r 的 前 世 今 生 2 0 2 3 0 1 3 0 M I T 6 . S 0 8 1 2 0 2 1 L a b 4 T r a p s 2 0 2 2 0 4 2 8 M I T 6 . 8 3 0 2 0 2 1 L a b 1 总 结 2 0 2 2 0 4 2 4 M I T 6 . 8 3 0 2 0 2 1 数 据 库 系 统 实 验 概 述 及 环 境 配 置 2 0 2 2 0 4 2 4 C a t e g o r i e s C o m p u t e r N e t w o r k 1 D a t a b a s e 1 D a t a b a s e S y s t e m s 2 D i s t r i b u t e d S y s t e m s 1 I n t e r n 1 L e e t C o d e 2 O p e r a t i n g S y s t e m 6 U n c a t e g o r i z e d 2 T a g s A I I T C a l c i t e C o n f i g D a t a b a s e D i s t r i b u t e d S y s t e m s D y n a m i c P r o g r a m m i n g H T T P L e e t C o d e L i n u x M I T M a p R e d u c e M o o c O p t i m i z e r P r o m t e c h S S H W S L W e b A r c h i v e s F e b r u a r y 2 0 2 3 1 J a n u a r y 2 0 2 3 1 A p r i l 2 0 2 2 5 M a r c h 2 0 2 2 3 J a n u a r y 2 0 2 2 1 D e c e m b e r 2 0 2 1 1 N o v e m b e r 2 0 2 1 1 S e p t e m b e r 2 0 2 1 1 I n f o A r t i c l e : 1 6 R u n t i m e : T o t a l C o u n t : 4 0 . 5 k U V : P V : L a s t P u s h : © 2 0 2 1 2 0 2 3 B y 徐 文 昊 F r a m e w o r k H e x o | T h e m e B u t t e r f l y 浙 公 网 安 备 3 3 0 1 9 2 0 2 0 0 0 0 6 9 号 浙 I C P 备 1 7 0 2 7 5 9 2 号 5 本 网 站 由 提 供 C D N 加 速 簡 L o c a l s e a r c h

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