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kkkkk1109 (高紹捷)
簡介
2024 Linux 核心實作自我評量
成果發表與貢獻
作業/隨堂測驗
對於作業,我選擇給自己 9
分。
在作業一中,重新複習了資料結構中的內容,如各種排序法和佇列的操作。其中對於 Doubly linked list的操作,是第一次碰到使用快慢指標來找佇列中央的節點,也發現我自己想的由頭尾找中點方法和同學一樣,並藉由Linux 提供的 list.h API 來思考如何有效率和安全的進行節點操作,也用在實驗室的計畫當中。除此之外,也學習到了各種工具的使用方法:如使用 Valgrind 檢查記憶體釋放和 Linux 、 Github 的基本操作。除此之外,我也學到了 C 語言的基本使用方法,像是我原先完全不知道 #define 要如何使用,或是 static 宣告是靜態函數等基本使用方式。
在作業二中,要對第一週和第二週的測驗題進行解釋和分析。第一週測驗著重在各種排序法,以前修資料結構時,只有在考試前背各種排序法的時間複雜度和大致的排序方法,考完就忘了。而一般的的 quick sort 都是使用遞迴的方式來進行,測驗一則思考了使用非遞迴的方式,而我也發現可以減少變數的使用而完成程式。也在第二週學習到了以前沒有聽過的 Timsort,並理解了其運行原理,而最有收穫的應該是指標的指標的使用方法,在標篇
中說明了指標的指標的使用,但是道理都懂,實際上做出來又是另一回事,後來嘗試在 leetcode 中使用指標的指標實作,才感覺真的懂了。
在作業三中,我將作業一尚未完成的部分補上,並閱讀了 Linux 核心中的 list sort,發現了他和 Timsort 中合併的程式碼非常類似,都是使用指針的指針來進行合併。另外,也學到了排序法 stable 不會改變相同鍵值的排序,in-place sort 的概念是不額外使用記憶體進行排序。除此之外,我也使用了 git-rebase 去修改第一週所提交的 commit ,並理解正確的 git 操作,不過還沒有學習到如何切換分支等等。
作業四中,學習到了許多 bitwise 的操作。第一次接觸到 bitwise 是在上學期的計算機結構中,第一次了解到電腦的運作方式,也學習到 IEEE754 規格的浮點數,和如何使用位元運算。作業四中學到了如何使用位元運算快速取對數,和使用 popcount 來計算 hamming distance 和求得餘數,閱讀測驗題目並自己也推導 popcount 的計算方式。
作業五中,記錄了閱讀 因為自動飲料機而延畢的那一年
,了解到了理論上和工程上的不同,並被老師所說的話 “我相信這個問題絕對不會沒有人碰過,一定有人解決過,所以你不該卡在這裡,因為這件事卡在這裡是相當不值得的。” 打動,並記錄了在閱讀並行程式設計中的問題。
作業六閱讀了 《The Linux Kernel Module Programming Guide》
,紀錄和學習 kernal module 的使用和範例,沒有完成後續作業。 * Homework 6
期末專題
在和老師 05/10 的討論後,就開始閱讀並行程式設計,並於上方的閱讀筆記中紀錄了閱讀並行程式的紀錄。先前沒有修過作業系統,對於許多概念都不懂,閱讀 課堂指定教材
時,完全不懂 fork 在幹嘛,有看沒有懂。而撰寫 第十週測驗題
的詳解後,便看到了實際 fork 使用的方法,再回頭看指定教材,才知道使用 fork 出子行程並並行運行。並且為了保護 critical section ,使用不同同步的方式。並照著教材練習實作,才知道 mutex 是持有鎖的人解鎖,使用 condition variables 增加使用鎖的靈活性。而在 第十二週測驗題
中,使用 ThreadSanitizer 來解決 data race 讓我學到最多。在完成第二題的空缺程式碼後,使用 ThreadSanitizer 去編譯,編譯時卻只有說明在哪兩個函式和記憶體位置發生data race ,我又使用了 valgrind 的 Helgrind 來幫助 debug ,好不容易找到競爭的變數,並嘗試在各種地方加鎖都失敗,試了一個禮拜才找出原因。雖然花了很久,覺得我不可能找到,但最後也是成功的找出錯誤,讓我覺得這些時間非常值得。
與授課教師的互動
我選擇給自己 8
分。
在 03/21 上課時,被老師問到論文〈Dude, is my code constant time?〉中為何要使用 t-test 方法。在閱讀時完全沒有想過為何要使用這個方法,才去閱讀檢定方法的區別,理解 Z-test 和 T-test 中的差異為母數的標準差是否已知,再去進行不同的檢定方法。
於 2024/05/10 下午 1 點和老師預約一對一討論期末專題和學習狀況。老師詢問我看了什麼,並且問我 false sharing 是什麼,我當時回答的卻是 atomic 操作中的 CAS。老師便指派我閱讀並行程式設計和解釋測驗題當作我的期末專題。閱讀 並行程式設計: Atomics 操作
後才真正了解 false sharing 的原因,是為了避免在同個 cacheline 中的變數,因為其他的變數的 cache miss 而導致整個 cacheline 都要更新。若沒有這個一對一討論,我也不會發現自己的問題所在,而自以為是的讀懂。
所見所聞所感
我給自己 8
分
每月發給實驗室指導教授的學習回顧
我選擇給自己 7
分
我於 4/3 和 6/30 寄出學習回顧,即便沒有和指導教授討論過此課程內容,仍然將課堂所學應用到實驗室中。在計畫中,我使用了 lab0 中所學之 linked list 資料結構來實現排序,並考量到了節點記憶體配置失敗等措施,除此之外就沒有了。