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2022年开源操作系统训练营：第一阶段

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欢迎在校学生在2022年暑假参加清华大学、CSDN、毛豆教育等共同举办的2022年开源操作系统训练营活动（7月1日～9月10日），本次活动分为两个阶段：线上自学OS基础基于Rust语言学习和实践操作系统内核（7月1日～7月31日）和线上实践OS拓展基于Rust语言的操作系统内核拓展实践（8月1日～9月10日） ,主要是对用Rust语言进行OS研发开展学习、交流与探索。

如有兴趣参加，请在2022年7月5日前上传个人简历到清华云盘“简历收件箱CV-inbox”，并填写2022年开源操作系统训练营报名表，获得邀请后，将开始参与本次训练营活动。完成本次活动第一阶段（7月1日～7月31日）的同学如果通过review，将可在8月1日~9月10日，开展第二阶段基于Rust语言的操作系统内核拓展实践。训练营结束后，部分表现突出的同学将获得训练营优秀证书。鼓励同学继续以开源社区的方式参与rCore/zCore等相关的活动。

注：我们也在改进开源操作系统训练营，即这个活动不仅仅局限在2022年7月1日~9月10日。我们希望建立的是一种长期持续发展的操作系统训练营模式，即各种学习资源都开源并整理集中在一起，导师/助教和学生/爱好者之间基于要做的实验或项目不定期/定期的进行交流。学生/爱好者完成了一定程度的学习和训练后，除了自身得到能力的提升外，还可获得相关证书和就业/学习等机会和相关推荐等，推动他在未来的进一步发展。

目标：

培养合作者，搭建合作平台。

探索把现代系统语言Rust和灵活开放的系统结构RISC-V带入到操作系统的架构与设计的创新中来，思考未来的操作系统应该是什么样。

宗旨：

希望本活动的组织，能为操作系统爱好者提供一个活跃的开源社区环境，为对Rust、RISC-V和操作系统感兴趣的人士营造一个平等的学习与交流空间，吸引更多对操作系统感兴趣的人士参与。

相关信息：

• 参加2020/2021 OS训练营学生的blog，鼓励参加2022 OS训练营的同学把自己在学习过程中的感悟/收获等写成blog，生成pr，并提交到 https://github.com/rcore-os/blog 上，让更多人看到你的进步！

• 注意： 提交申请+个人简历的截止时间是7月5日。本次实习分二个阶段，第一阶段（7月1日～7月31日）以线上自学为主；第二阶段（8月1日～9月10日）以线上实践为主；

• 注意： 为及时了解和指导同学的学习和实践情况并推动学生相互帮助，本次活动要求学生把每周学习实践的过程记录(Markdown格式)放在github上自己的公开repo中。可参见每日学习实践的具体例子和2020年OS训练营同学的每日学习情况汇总 。请参加实习的同学把记录每天的进展的git repo网址 更新到2022年OS训练营同学的每日学习情况汇总 中。要求每位同学在自己的git repo中记录自己的每周进展，其他同学也可以参考学习。

• 注意： 第一阶段学习中的技术问题，建议基于github issues （比如都发到 https://github.com/LearningOS/rust-based-os-comp2022/issues 上，建立自己的issue ）发出并讨论。

• 如果已经掌握RUST编程，可以跳过step 0；如果已经掌握RISC-V，可以跳过step 1；如果没学过OS课，建议选择一门在线OS课程学习一下。但需要完成第一阶段实习要求的练习。

• 如果不是学生，但有Rust基础且对用Rust开发OS感兴趣，也欢迎申请参加，只是无法去启元实验室本地实习，主要通过远程方式（github/电邮/微信）进行交流与合作。

第一阶段活动安排

总体学习要求和成绩考核方式

• 在学习实践过程记录表上登记自己每日/周学习记录情况的repo网址，并在这个repo上记录每日/周学习记录情况 (成绩分数：20%)

  • 学习记录的标杆1，浙江大学本科生徐文浩的2020开源操作系统训练营的过程记录，是大家学习的榜样，供大家学习参考。
  • 学习记录的标杆2：湖南大学本科生肖政杭的自学ucore for x86的过程记录，是大家学习的榜样，供大家学习参考。

• 在第一阶段学习issues上的提问和回答问题情况，在第一阶段OS学习项目 、 rCore Tutorial v3的详细实验指导内容 上的Pull Request提交情况（代码改进、文档改进、文档错误等） (成绩分数：15%)

• step 0 要求的Rust-lang Lab Test based on Rustlings（采用Github Classroom模式的Rustling小练习） 的完成情况 (成绩分数：15%)

• step 2 第一阶段OS学习的5个实验的完成情况和总结报告 (成绩分数：50%)

  • 第一阶段总结报告的参考: 杨攀同学的2021年开源操作系统训练营第一阶段总结报告

step 0 自学rust编程（大约7~14天）

前提条件： 要求有基本数据结构，算法基础，相对了解或熟悉C语言等编程.

1. 自学：阅读书籍/课程/视频等资源汇总

   • 推荐：Rust语言圣经(Rust教程 Rust Course和配套练习)
   • 推荐：Rust速查表（cheatsheet） 该项目不仅提供了基础的语法速查，还有执行顺序详解和编写时需要关注的注意事项。项目还包含了示例代码（EX）、书籍（BK）、标准（STD）等相关资料的扩展。

2. 自学编程

   • Rust-lang Lab Test based on Rustlings（采用Github Classroom模式的Rustling小练习，点击上述链接，形成自己的练习用repo）

     • 要求：必须完成 。每完成几个小练习，就执行 git add; git commit -m"update"; git push 命令，把更新提交到GithubClassroom的CI进行自动评测。要求小练习全部通过GithubClassroom的CI自动评测。

     • 学习系列视频：Rust中文社群线上学习室--通过 Rustlings 学 Rust

       提示：基于github classroom的开发方式

       基于github classroom，可方便建立开发用的git repository，并可基于github的 codespace （在线版ubuntu +vscode）在线开发使用。整个开发环境仅仅需要一个网络浏览器。

       1.） 在网络浏览器中用自己的 github id 登录 github.com

       2.） 接收 Rust-lang Lab Test based on Rustlings 的github classroom在线邀请 ，根据提示一路选择OK即可。

       3.） 完成第二步后，你的rustings实验练习 的 github repository 会被自动建立好，点击此github repository的链接，就可看到你要完成的实验了。

       4.） 在你的第一个实验练习的网页的中上部可以看到一个醒目的 code 绿色按钮，点击后，可以进一步看到 codespace 标签和醒目的 create codesapce on edu 绿色按钮。请点击这个绿色按钮，就可以进入到在线的ubuntu +vscode环境中

       5.） 再按照下面的环境安装提示在vscode的 console 中安装配置开发环境：rustc等工具。注：也可在vscode的 console 中执行 make codespaces_setenv 来自动安装配置开发环境（执行sudo需要root权限，仅需要执行一次）。

       6.） 在vscode的 console 中执行 make setupclassroom （该命令仅执行一次）配置githubclassroom 自动评分功能。

       7.） 然后就可以基于在线vscode进行测试 (执行命令 rustlings watch ），编辑代码的循环实验过程了。

       上述的3，4，5步不是必须的，你也可以线下本地开发。

       注：如果是本地的ubuntu中建立开发环境，可在shell中执行 make ubuntu_local_setenv 来自动安装配置开发环境（执行sudo需要root权限，仅需要执行一次）。

   • （Option）32 Rust Quizes

     • 要求：小练习全部通过。（非必须完成）

   • （Option）exercisms.io 快速练习(88+道题目的中文详细描述)

     • 要求：大部分练习会做或能读懂。（非必须完成）
     • exercism.io官方站点

step 1 自学risc-v系统结构（大约2~7天）

前提条件：要求有基本计算机组成原理，计算机系统结构基础。

1.阅读《计算机组成与设计（RISC-V版）》第一、二章，可以在整体结构上对 RISC-V 体系建立基本认知。 再进行后面的学习比较有效果。（半天）

自学材料和练习要求:

1. 阅读书籍和在线课程

• 自学PPT for RISC-V特权指令级架构
• 自学RISC-V手册：一本开源指令集的指南 重点是第10章
• （Option）自学RIS-V特权指令级规范 重点是与OS相关的特权硬件访问的规范内容（Privileged Spec）
• （Option）自学RISC-V汇编手册
• （Option）计算机组成与设计：RISC-V 教材 这是完整的课程教材，不要求全部看完，请根据自己的需求选择。
• （Option）计算机组成与设计：RISC-V 浙大在线课程 这是完整的一门课，不要求全部看完，请根据自己的需求选择。

2. 其他参考学习信息

• （Option）Berkeley CS61C: Great Ideas in Computer Architecture (Machine Structures)

注：Option的含义是：如果有足够的时间建议看看，否则在后续要用到时或需要查询进一步信息时再查阅这些内容。

3. 通过要求

• 掌握RUST编程，能修改下面的rCore tutorial的代码，理解RISC-V与OS相关的硬件特性（中断，异常，系统调用，寄存器，特权级，MMU...）。

step 2 基于Rust语言进行操作系统内核实验--based on qemu （大约14~31天）

前提条件：要求有操作系统的基础，基本理解RISC-V与OS相关的硬件特性

学习理解

• OS课程slides
• rCore Tutorial v3的详细实验指导内容
• rCore Tutorial v3的实验代码
• 2022年春季OS课程讲解和OS实验讲解
• 2022年春季OS课程实验中 cargo doc 生成的各章参考OS的API文档

具备步骤

根据rust-based-os-comp2022中的各个实验的具体实验要求在自己的仓库中完成5个实验，通过基于GitHub Classroom的CI测试，并在最后写出总结报告。

具体步骤

• 登录github.com

• 访问 训练营 kernel labs ，点击如下链接，形成各个自己实验专用 repos：

  • lab0-0实践
  • lab0-1实践
  • lab1实验
  • lab2 实验
  • lab3 实验
  • lab4 实验
  • lab5 实验

请注意各个实践或实验的具体初始化设置：

• lab0-0实践初始化设置
• lab0-1实践初始化设置
• lab1实验初始化设置
• lab2 实验初始化设置
• lab3 实验初始化设置
• lab4 实验初始化设置
• lab5 实验初始化设置

然后就可以根据 OS训练营实验指导 开始具体的实践和实验了。

在完成每个实验中的OS代码后，通过执行 git push 命令来更新自己的实验专用 repos，并触发GitHub Classroom的CI测试。等一小会后，会看到自己的实验专用 repos 上面会有一个绿色的小勾，表示最新的提交通过了CI测试。如果看到的是红色的小叉，表面没有通过CI测试，你可以点击小叉，并进一步点击 GitHub Classroom Workflow/Autograding 的 details，进入自动测试的详细log记录页面，查看测试中具体在哪一步出现了问题，并尝试自己修复bug/更新功能，争取下一次通过测试。

技术指导委员会

• 陈向群
• 吴庆波
• 张汉东
• 赵霞
• 向勇
• 陈渝
• 李国良
• 任炬

助教

• 许善朴
• 尤予阳
• 杨德睿
• 陈 乐
• 吴一凡
• 张译仁
• 卢 军
• 黄 旺

事务管理负责人

• 姓名：许善朴 微信号id： bitmeet520

训练营支持与合作单位

• rcore-os 开源社区
• 木兰开源社区
• CCF开源发展委员会
• CCF系统软件专业技术委员会
• 清华大学
• 北京工商大学
• 国防科技大学
• CSDN
• 毛豆教育
• 鹏城实验室
• 启元实验室
• 阿里云
• 华为
• 101计划操作系统课程虚拟教研室