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User/IepIweidieng

IepIweidieng (葉威呈)

  • 國立成功大學醫學檢驗生物技術學系 110 級 (2017–2018)
  • 國立成功大學資訊工程學系 110 級 (2018–2025)
  • GitHub: https://github.com/IepIweidieng

近期專案

  • bbslua.lua—在原生 LuaJIT 上執行 BBS-Lua 的平臺 (Lua): https://github.com/IepIweidieng/bbslua.lua
    • 具有 BBS-Lua 0.201 中的所有函式的完整實作。BBS-Lua 原是在 BBS 站臺 Ptt2 上引入的平臺，可見該站 (https://term.ptt2.cc) 的 BBSLua 板。
    • 利用 LuaJIT 的 ffi library 達成對系統的 C library 的呼叫。
    • 使用 select、clock_gettime、ioctl、struct termios 等系統 API 而不使用外部 library。
    • 實作了 keyboard escape code 的 parser，支援 ctrl、shift、alt 與方向鍵、功能鍵等特殊按鍵的組合。
  • IID-Heap-Style—在 HackMD 上製作的部落格網頁版面樣式 (CSS3): https://hackmd.io/@IID/IID-Heap
    • 使用原有的書本模式側邊欄，模擬出了網頁標題欄、側邊底欄等元素。
    • 使用回應式設計，可隨畫面大小改變網頁排版配置。

Linux 核心設計 2020q1 自我評量

指派作業

隨堂測驗分析

期末專題

認知回顧

  • 對 GNU Toolchain 的掌握度:

    是否知曉 gcc 編譯和連結的流程？

    • Preprocessing (cpp/gcc -E), compilation (gcc -S), assembling (gcc -c), linking (ld/gcc).

    是否使用過 gdb 來追蹤程式？

    • 是。

  • 使用 perf 工具:

    是否已透過 perf 來分析程式執行時期的行為？

    知曉透過 perf 來分析 cache miss 及執行的指令數量？

  • 計算機編碼:

    為何現代的電腦架構採用 two’s complement 呢？

    能否舉出 two’s complement 和 bitwise 操作搭配的案例？

    Linux 核心原始程式碼中有哪些 bitwise 操作令你印象深刻？

  • Linked list:

    如何對 singly-linked list 進行排序？

    如何評估 linked list 的 cache locality 呢？

    如何改善 linked list 的 locality 表現？(如 unrolled linked list 及 splist)

    Linux 核心原始程式碼的 linked list 有何特別之處？

  • C 語言:

    是否翻閱過 C99/C11 規格書？

    • 翻閱過內容相當於正式版的草稿版本。
      正式版本有版權，要使用貨幣購買。

    現實中有不少案例是因開發者對於 C 語言規格的掌握不足，致使資訊安全議題，能否舉例說明？

    Alignment 對於程式正確性和效率的影響為何？

    在 Linux 核心可見到的 __attribute__((packed)) 作用為何？

    • 各個資料欄位間，無視 alignment 而只依照 size 排列，不留空隙。

    bit field 的作用和應用為何？

    指標的指標 (a pointer to a pointer) 的使用場景為何？

    • 需要在某函式中修改給定指標的值時。

    函式呼叫對應的 ABI (application binary interface) 有何考量？

    • 函式庫的不同的次要版本間，應維持參數大小及順序的一致。

    能否舉例說明 Linux 核心的原始程式碼裡頭用到遞迴函式呼叫的案例？

    舉例說明 Linux 核心對於 preprocessor 的使用案例？

    能否舉例說明善用 goto 達到更簡潔且正確釋放資源的程式案例？

    C 語言為何存在 undefined behavior？

    • C 語言設計時，電腦硬體差異大，如要求各種操作都要有一致結果，則程式或編譯器無法在某些硬體上有效率地運行。

    undefined behavior 的存在對於編譯器最佳化的效益為何？

    • 編譯器可以不必理會具有 undefined behavior 的程式的輸出。

    C 編譯器和連結器的互動為何？

  • 浮點數運算:

    能否舉出因為不正確進行浮點數運算，釀造的軟體缺失案例？

    Linux 核心內部是否可使用浮點數運算？如果不能，替代方案為何？

  • Process:

    Linux 核心程式碼的 task_struct 結構有哪些欄位令你印象深刻？

    Linux 核心中 process 和 thread 透過哪些系統呼叫建立？

    process 和 thread 對應到 task_struct 結構的關聯為何？

    fork 系統呼叫所建立的 child process，會在什麼時間點進行排程？

  • Scheduler:

    Linux 核心的 \(O(1)\) scheduler 是指哪些操作的時間複雜度為 \(O(1)\) 呢？

    排程器和 scalability 的關聯為何？

    • Throughput

    從單核到多核處理器，scheduler 有哪些考慮議題？

    • 不同核心的工作分配、race condition……

  • Linux Kernel Module (LKM):

    能否解釋 insmod 的運作流程？

    lsmod 輸出結果中的 “Used by” 代表什麼意思？

    lsmod 的 reference count 如何實作？

    你開發過哪些 LKM 呢？請說明令你印象最深刻的 LKM 開發經驗

  • Concurrency:

    Linux: 核心內部有哪些同步機制？

    • Spinlock、semaphore、mutex、……。

    semaphore 和 mutex 的差異為何？

    • 概念上，semaphore 可有多狀態，而 mutex 僅有二狀態。實作上，Semaphore 無主，mutex 屬於 thread，……

    RCU 的使用時機為何？

    • Readers 多，writers 少，且沒有嚴格要求同時進行的 read 之間的資料一致性。

  • Thread:

    User-level threads 的實作考量有哪些？

    Linux 的 NPTL 屬於何種 threading model 呢？

    clone 系統呼叫能建立 process 和 thread 嗎？若是，兩者有何區隔？

    thread 和 SMP 之間有何關聯？

    thread 和 process 排程的考量點為何？

  • 系統呼叫:

    能否解釋 sendfile, splice, epoll 等系統呼叫對於高效率 web 伺服器的作用？

    在 Linux 核心中，“Everything is a file descriptor.” 如何解讀？

    • 所有東西都有檔案介面，可用類似檔案的形式互動。

    epoll 的工作原理為何？

  • 記憶體管理:

    Linux 核心中 kmalloc 和 slab 配置的記憶體有何特性？

    從 slab 到 slub 有何考量點？

    mmap 的運作原理為何？

    為何 packet_mmap 能達到 zero-copy 呢？

自我評量 (0–10 級分)

五級分。

莫名地，這個學期就這麼忽悠地過了，我卻沒能做什麼東西。

不過我仔細閱讀並修正了教材的錯字，也有所收穫。

而最近課程討論區上對於量子電腦的討論，也促使我進行了相關基礎知識的研究，如量子力學的基本概念、量子態的數學表述及其物理意義。累積了一些論述，之後可以寫個相關的共同筆記。