MIT 6.828 Lab 4：进程调度与IPC详解

本资源是关于麻省理工学院(MIT)6.828课程的Lab4讲义，它提供了一个详细的实践指导，针对该课程中的四个主要部分进行讲解。Lab4的主要目标是让学生深入理解操作系统原理，通过编程实现关键功能。 **第一部分：实现调度算法与环境创建（Part A）** 这部分要求学生实现Round-robin调度算法，这是一种公平的调度策略，按照预定的时间片为每个进程分配CPU时间。同时，学生需要学习如何通过系统调用来实现创建一个新的运行环境，包括设置进程上下文、内存映射等基础操作。 **第二部分：用户态page fault处理与copy-on-write fork函数（Part B）** 这部分涉及用户态的page fault处理，即当进程试图访问未加载到内存的页面时，会触发page fault。学生需实现用户态的`f_k`函数来处理这种情况。同时，学习和实现Copy-on-Write（CoW）技术，它允许子进程在需要时才复制共享数据，提高内存效率。此外，还需介绍和使用`fork`函数，这是进程创建的基础操作。 **第三部分：可抢占调度与进程间通信（IPC）（Part C）** 在这个阶段，学生需在时钟中断服务程序中实现可抢占调度，这意味着在进程执行过程中可以被其他进程打断并切换。同时，学习和实现进程间通信（IPC），如管道、信号量或消息队列，以便进程间的协作和数据交换。 **第四部分：代码实现与文档编写** 整个Lab4的任务清单包括了所有必要的编程任务，如上述各部分的代码编写、调试和文档撰写。必做的练习（Exercise 1~11）涵盖了理论和实践技能的巩固，而挑战性的任务则供有兴趣的学生选择完成。 **代码结构与注意事项** 资源中提到了关键的代码库，如`kern`目录下的`init.c`、`syscall.c`、`trap.c`和`picirq.c`等，这些文件分别负责初始化、系统调用、陷阱处理和硬件中断处理。另外，`inc`目录下的`memlayout.h`和`env.h`提供了虚拟内存管理和环境结构的定义。`lib`目录则包含用户态处理、page fault处理和进程创建的实现，如`pfentry.S`、`pgfault.c`和`fork.c`。 这个Lab4项目是一个实践导向的课程作业，旨在通过编写实际的代码，让学员掌握操作系统核心概念，包括进程管理、内存管理、调度算法和进程间通信。完成这个项目将有助于提升学生的编程技能和理解操作系统内部工作原理。