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# 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 ###
- Homework1—lab0: [HackMD](https://hackmd.io/@IID/2020q1-Homework1-lab0) / [GitHub](https://github.com/IepIweidieng/lab0-c)
### 隨堂測驗分析 ###
- quiz6: [HackMD](https://hackmd.io/@IID/r1Xfo8wLL)
### 期末專題 ###
- Homework8—khttpd: [HackMD](https://hackmd.io/@IID/2020q1-Homework8-khttpd) / [GitHub](https://github.com/IepIweidieng/khttpd)
### 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？
- 去年初，我遇到了在夢之大地 BBS 閱讀某些看板時會斷線的問題。\
這是存在已久的問題，久遠得影響到了其它 _MapleBBS 3_ 系列的 BBS 系統。而 2018 年時已有人使用 `gdb` 研究過這個問題：<https://gist.github.com/holishing/a4ee1582947d0adea7e29c8ba01c6ecc>。\
結論是閱讀紀錄因為不明原因而壞了。
最後我使用 `valgrind` 找到了問題的來源。\
因為處理閱讀紀錄的程式，對資料中的重疊的記憶體範圍使用了 `memcpy`，造成了 undefined behavior。而 glibc 2.13 (2010 年釋出) 時對 `memcpy` 進行了優化，會導致複製來源與目的重疊時可能出現複製錯誤，所以閱讀紀錄才會壞。\
在重疊的記憶體範圍間複製資料時，應該使用 `memmove`，不該使用 `memcpy`。\
當時發現的問題點：<https://github.com/ccns/dreambbs/commit/bc67fbb2200d2071aa78d5c6ffc6576b34fe12b5>\
而且不只一處：<https://github.com/ccns/dreambbs/commit/2f649415299378805bd3ab4931ec07797efc72ca>\
除了閱讀紀錄以外，還發現了另外 5 處相同的問題點：<https://github.com/ccns/dreambbs/commit/e7e99d4161a58658c06e1c2797ba895da48a7366>
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。
