SCUTOSC · Mico-rstar · Jun 8, 2025 · Jun 8, 2025 · Jun 8, 2025 · Jun 8, 2025
diff --git a/README.md b/README.md
@@ -1,110 +1,55 @@
-# 01 Lab 赛道
-Repo to store 2025 Hackthon contest entries.
 
-> Ask: samuka007@dragonos.org
 
-## 背景
-关键词：operating system, computer network
+## 基本信息
 
-提供给大家一个学习的机会和契机，鼓励大家尝试自己尚未有机会开始接触的lab！
+赛道：mit6.1810
 
-> [!WARNING]
-> 本赛道有五个赛题，请选择其中一个赛题参赛！
+姓名：林润新
 
-## 规定
-- 1 人一组，完成一项 Lab 赛题
-- 最终lab学习成果及文档需要提交 PR 到当前仓库
-  或提交至 https://gitea.scutosc.cn/ 并发送邮件告知评委
-- 选择 DragonOS 系的题目有加分
 
-## 综合评分细则
-1. 创新性与难度（25%）
-   1. 完成的实验难度
-   2. 实验的新颖度
-   3. 对现实问题的指导意义
-2. 功能完备性（55%）
-   1. 完成了实验 / 实现了预期功能（35%）
-   2. 需要实践测试
-      1. 实践有启发性，实践的可复现性、应用性（15%）
-   3. 需要写代码的
-      1. 运行性能（10%）
-      2. 代码质量（5%）
-3. 展示效果（20%）
-   1. 文档展示
-   2. 路演效果
 
-## 操作系统方向
+## 完成的实验
 
-### 赛题一：MIT 6.S081: Operating System Engineering
+[Lab traps: Traps](https://pdos.csail.mit.edu/6.828/2022/labs/traps.html)
 
-#### 背景
-麻省理工学院大名鼎鼎的 PDOS 实验室开设的面向MIT本科生的操作系统课程。
+[Lab cow: Copy-on-write fork](https://pdos.csail.mit.edu/6.828/2022/labs/cow.html)
 
-#### 任务
+[Lab fs: File system](https://pdos.csail.mit.edu/6.828/2022/labs/fs.html)：完成了bigfile
 
-参考：
-- https://csdiy.wiki/%E6%93%8D%E4%BD%9C%E7%B3%BB%E7%BB%9F/MIT6.S081/
-- https://pdos.csail.mit.edu/6.828/2021/schedule.html
+## 说明
+### 测试项目
+```lang
+git clone https://github.com/Mico-rstar/01-lab-hackthon.git
+```
 
-> [!NOTE]
-> 要求：完成两个及以上的 Lab 题目
+### 目录结构
+```plaintext
+docs
+|
+|-----lab-fs.md
+|
+|-----lab-cow.md
+|
+|-----lab-traps.md
 
-题目见绿色 Assignment 字体后的链接
-![题目见绿色 Assignment 字体后的链接](https://github.com/user-attachments/assets/c348efcb-1c71-4472-bf03-e487aee96ce1)
+README.md
+```
 
+### 分支
+```C
+// lab:traps
+git checkout traps
+// test
+bttest
+alarmtest
 
-### 赛题二：DragonOS 系统调用 & 修复
+// lab:cow
+git checkout cow
+// test
+cowtest
 
-#### 背景
-DragonOS 是使用 Rust 编写的，以 Linux 架构作为参考的操作系统。
-
-Repo: https://github.com/DragonOS-Community/DragonOS
-
-当前 DragonOS 内，有不少系统调用，由于各种原因 ( C 与 Rust 语言差异等 ) ，导致调用时常不符合语义/行为不一致。
-
-#### 任务
-- 参考 https://bbs.dragonos.org.cn/t/topic/460 （以及最新引入的系统调用注册表，
-  参考 https://github.com/DragonOS-Community/DragonOS/pull/1164 ）在 DragonOS
-  内添加一个新的系统调用，并在用户态成功调用
-- 寻找内核中行为与预期有出入的系统调用，建议寻找静态、接口不一致的错误
-
-#### 参考
-一个内核中静态分析得出行为不一致的 Shutdown 错误：
-
-https://github.com/DragonOS-Community/DragonOS/issues/887
-
-## 网络方向
-
-### 赛题三：CS144: Introduction to Computer Networking
-
-#### 背景
-CS144 通过提前为网卡硬件、TCP 等组件定义抽象，提供了一套精巧设计的框架，为同学们理解网络模型提供了恰到好处的“题目”，
-即，通过框架可以一窥整个计算机网络实现的意图与设计，又得以从重复的工作中抽离出来，将时间投入到理解网络模型与底层原理
-当中来。
-
-#### 任务
-https://csdiy.wiki/%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E7%BD%91%E7%BB%9C/CS144/
-
-努力完成一个 TCP 协议栈吧！
-- 实现至 checkpoint 3 及以上
-
-### 赛题四：DragonOS Socket Implementation
-#### 背景
-DragonOS 网络子系统中，Inet 协议簇依赖于 [smoltcp] 库实现。
-在Repo https://github.com/Samuka007/dragonos-berkeley-socket 中将网络子系统相关
-的框架实现抽离了出来，基于 tap 设备与 Linux Epoll 机制模拟中断，允许在用户空间测试
-[`Inet 协议簇`](https://github.com/Samuka007/dragonos-berkeley-socket/tree/master/src/socket/inet) 
-的功能。
-
-#### 任务
-目前实现的协议栈涉及TCP多层状态机的转换，由于 Rust 的借用机制，以及 [smoltcp] 的 Socket 接口不完全与
-Berkeley 定义相一致，因此实现上会出现一些冗余的情况，让各层状态机之间的转换变得复杂。
-
-本实验的任务是尝试基于已有的网卡抽象，参考现有的 Inet 协议簇 实现，基于 [smoltcp] 自己实现 TCP Socket，
-并尝试在现有的 TCP 实现上予以优化。
-
-## 其他方向
-自选实验，需要体现技术栈深度
-
-
-[smoltcp]: https://crates.io/crates/smoltcp
+// lab: fs
+git checkout fs
+// test
+bigfile
+```
diff --git a/docs/assets/image-1.png b/docs/assets/image-1.png
diff --git a/docs/assets/image-2.png b/docs/assets/image-2.png
diff --git a/docs/assets/image-3.png b/docs/assets/image-3.png
diff --git a/docs/assets/image-4.png b/docs/assets/image-4.png
diff --git a/docs/assets/image-5.png b/docs/assets/image-5.png
diff --git a/docs/assets/image-6.png b/docs/assets/image-6.png
diff --git a/docs/assets/image-7.png b/docs/assets/image-7.png
diff --git a/docs/assets/image-8.png b/docs/assets/image-8.png
diff --git a/docs/assets/image-9.png b/docs/assets/image-9.png
diff --git a/docs/assets/image.png b/docs/assets/image.png
diff --git a/docs/lab-cow.md b/docs/lab-cow.md
@@ -0,0 +1,133 @@
+## 题目
+https://pdos.csail.mit.edu/6.828/2022/labs/cow.html
+
+
+## 思路
+![alt text](./assets/image-5.png)
+1. fork时，直接将子进程页表映射到父进程的物理地址，将父子进程的写权限禁用，标记为cow页
+2. 进程写时，触发page fault后trap到内核，在usertrap中处理：
+     - 如果是cow页，申请新物理页，将内容拷贝到新物理页，修改页表，标记为非cow页，断掉旧的映射（unmap）
+     - 如果不是cow页，panic
+3. 修改kfree，只有引用计数为1时才释放内存
+4. 修改kalloc，初始化引用计数=1
+5. 修改uvmcopy，引用计数++
+
+
+## 代码
+```C
+// 将原来copy的逻辑注释掉，直接将子进程页表映射到父进程的物理地址，将父子进程的写权限禁用，标记为cow页
+int
+uvmcopy(pagetable_t old, pagetable_t new, uint64 sz)
+{
+  pte_t *pte;
+  uint64 pa, i;
+  uint flags;
+  // char *mem;
+
+  for(i = 0; i < sz; i += PGSIZE){
+    if((pte = walk(old, i, 0)) == 0)
+      panic("uvmcopy: pte should exist");
+    if((*pte & PTE_V) == 0)
+      panic("uvmcopy: page not present");
+
+    // disable the writing permission if it had,
+    // make the COW bit 1 if it could write
+    *pte = PTE_ONCOW(*pte);
+    pa = PTE2PA(*pte);
+    flags = PTE_FLAGS(*pte);
+    // if((mem = kalloc()) == 0)
+    //   goto err;
+    // memmove(mem, (char*)pa, PGSIZE);
+    if(mappages(new, i, PGSIZE, pa, flags) != 0){
+      //kfree(mem);
+      goto err;
+    }
+    incr(pa);
+  }
+
+  return 0;
+
+ err:
+  uvmunmap(new, 0, i / PGSIZE, 1);
+  return -1;
+}
+```
+
+在trap处理入口，处理page fault
+![alt text](./assets/image-6.png)
+```c
+// trap.c
+else if(r_scause() == 12 || r_scause() == 15 )
+  {
+    // page fault
+    uint64 va = r_stval();
+    pte_t *pte;
+    if(va >= MAXVA) goto err;
+    if((pte = walk(p->pagetable, va, 0)) == 0)
+    {
+      printf("usertrap: walk\n");
+      setkilled(p);
+    }
+    if((*pte) & PTE_COW)
+    {
+      //printf("before cow: pte = %p\n", *pte);
+      if(uvmcow(p->pagetable, va) < 0)
+      {
+        panic("usertrap: uvmcow");
+      }
+    } else{
+      printf("usertrap: page fault but not cow page\n");
+      printf("name = %s\n", p->name);
+      printf("pte = %p\n", *pte);
+      printf("usertrap(): unexpected scause %p pid=%d\n", r_scause(), p->pid);
+      printf("            sepc=%p stval=%p\n", r_sepc(), r_stval());
+      setkilled(p);
+    }
+
+  }
+```
+对于cow页，我们调用uvmcow方法，将cow页映射到新的物理页，并修改pte
+```C
+// this method can only use when (*pte & PTE_COW) != 0
+// unmap the old mapping
+// alloc a new writable page for va, 
+// and map the new page to pgtbl
+// return -1 while it is not a cow pte
+// return -0 while succeed
+int
+uvmcow(pagetable_t pgtbl, uint64 va)
+{
+  va = PGROUNDDOWN(va);
+  pte_t *pte;
+  if((pte = walk(pgtbl, va, 0)) == 0)
+      panic("uvmunmap: walk");
+  if((*pte) & PTE_COW)
+  {
+    uint64 pa = PTE2PA(*pte);
+    uint64 flags = PTE_FLAGS(*pte);
+    flags &= (~PTE_COW);
+    flags |= (PTE_W);
+    // alloc a new page
+    char *mem;
+    if((mem = kalloc()) == 0)
+      panic("uvmcow: not enough page");
+    memmove(mem, (char*)pa, PGSIZE);
+
+    uvmunmap(pgtbl, va, 1, 1);
+
+    mappages(pgtbl, va, 1,(uint64) mem, flags);
+  } else
+  {
+    return -1;
+  }
+  return 0;
+}
+```
+
+
+
+
+## 测试结果
+![alt text](./assets/image-2.png)
+
+