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title: leowu0411 (鄔博皓)
categories: User
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# 簡介
* 資訊工程學系 115 級
* Github: [`leowu0411`](https://github.com/leowu0411)
* HackMd: [`leowu0411`](https://hackmd.io/@vgQx4fUyR2OD6Tg7KrDb0g)

# 2025 Linux 核心設計/實作 春季班 自我評量
## 成果發表和貢獻
針對以下教材格式以及拼字做出校正，在對如下進行改正前，對貢獻的看法總有些畏手畏腳，總認為依照目前的實力還沒到做出貢獻的時候，但引用授課教師於自我評量的回顧，即使改正錯字也算得上貢獻，故選擇以下幾篇對期末專題有極大助益之教材進行修正 -- **不論處在什麼時期，都應該找出自己能夠貢獻的方式**

* [KVM: Linux 虛擬化基礎建設](https://hackmd.io/@sysprog/linux-kvm)
    * virtual machine(VM) -> virtual machine (VM)
    * Qemu -> QEMU
    * 將以 「，」結尾的句子結尾更正為以 「。」結尾
    * 新增 「()」與文字間的空白
    * Stack Segment (SS). Pointer to the stack. -> Stack Segment (SS): Pointer to the stack.
    * paramters -> parameters
* [建構 User-Mode Linux 的實驗環境](https://hackmd.io/@sysprog/user-mode-linux-env)
    * 將以 「，」結尾的句子結尾更正為以 「。」結尾
* [Linux 核心設計: 不僅是個執行單元的 Process](https://hackmd.io/@sysprog/linux-process)
    * be waked up -> be woken up

## 作業/隨堂測驗
* [Homework (lab0)](https://hackmd.io/jbAneMqpTA6jhmcdi28-kg)
    * [撰寫 Linux 核心風格的鏈結串列](https://hackmd.io/jbAneMqpTA6jhmcdi28-kg#針對佇列操作的程式碼實作) 
        * 學會使用 container_of 巨集
        * 透過於結構體嵌入鏈結串列前後指標 list_head 管理資源
    * 統計學之重要性
        * [實作 Fisher–Yates shuffle 演算法](https://hackmd.io/jbAneMqpTA6jhmcdi28-kg#實作-shuffle-命令)，對佇列進行隨機排序，並利用 Pearson’s chi-squared test 驗證亂度是否足夠
        * 研讀[〈Dude, is my code constant time?〉](https://hackmd.io/jbAneMqpTA6jhmcdi28-kg#dudect-缺陷) 利用 Welch’s t-test 驗證實作是否為常數時間，避免側通道攻擊
    * [tiny-web-server](https://hackmd.io/jbAneMqpTA6jhmcdi28-kg#整合網頁伺服器) : 理解如何利用 select() 系統呼叫達到 I/O 多工 (同時處理 socket 以及 stdin)
    * 透過信號處理認識 setjump/lomgjump 對於後續理解 corotine 奠定基礎。
    * 撰寫統一規範，清楚簡潔的 git commit message，實際應用於大三專題協作以及本身在進行的電子靶場專案，提供清楚的專案開發軌跡方可使成果得已分享以及交接。
* [Homework (kxo)](https://hackmd.io/jbAneMqpTA6jhmcdi28-kg)
    * 閱讀 LKMPG 學習如何撰寫核心模組，透過核心模組如何註冊回呼函式深刻理解到 everything is a file 帶來的益處
    * 核心模組如何與使用者空間溝通傳遞資料
* [Homework (assessment)](https://hackmd.io/18jXIMVNRIG4LUivC4kNHg)
    * [閱讀 cs:app 第二章](https://hackmd.io/@vgQx4fUyR2OD6Tg7KrDb0g/reading_note#Data-representation-and-processing)重新認識資料的表示以及處理，理解有號數無號數的運算行為。
    * [認識 corotine](https://hackmd.io/@vgQx4fUyR2OD6Tg7KrDb0g/reading_note#About-coroutine)，單一執行緒多工，在此之前的認知，伺服器就是一個請求一個執行緒; 透過實際觀察 caldera 這個開放的自動化攻擊平台，其做法也是利用 corotine 單一執行緒，同時處理使用者請求、與後門程式溝通、發送資料等工作 (python eventloop)。
* [Homework (khttpd)](https://hackmd.io/@vgQx4fUyR2OD6Tg7KrDb0g/khpptd)
    * 閱讀 cs:app 第 11 章與 [kecho 的實作方式](https://hackmd.io/x54zyDwrQZqU4sQsid7hDA#kecho)，認識 socket programming，理解 bind(), accept(), ntohs()、htonl() 等函式以及其背後設計考量
    * 透過 [user-echo-server](https://hackmd.io/x54zyDwrQZqU4sQsid7hDA#user-echo-server) 認識 Reactor Pattern，利用 epoll 以及 non-blocking 的方式於單一執行緒運行伺服器
    * [實際利用 CMWQ](https://hackmd.io/x54zyDwrQZqU4sQsid7hDA#khttpd)，替換伺服器 khttpd 原本使用 Kthread 服務連線的方式，藉由降低建立執行緒的成本帶來約 2.25 倍的吞吐量。

## 期末專題
[Linux 核心專題: 輕量級隔離運行環境](https://hackmd.io/@sysprog/H1mxn47-gx)

* [整理與介紹 MicroVM, Unikernel, container](https://hackmd.io/@sysprog/H1mxn47-gx#Evolution-of-Virtualization-for-a-Safer-Cloud) 
    * 介紹三種隔離方式對於宿主環境的安全性與設計考量
    * 理解為何對於容器此種隔離方式，我們難以限縮其攻擊面，而透過 vmm 就能做到
* [Nabla container](https://hackmd.io/@sysprog/H1mxn47-gx#Nabla-Container)：透過此專案理解限縮攻擊面的具體方式：限縮 VMM 以限縮 hypercall，精簡作業系統使客體行程只擁有最低限度的能力
* [Nabla linux](https://hackmd.io/@sysprog/H1mxn47-gx#The-Most-Lightweight-Virtual-Machine-Monitor-Is-No-Monitor-at-All--nabla-linux)：整理 um-nommu 時為了理解 ptrace 為何帶來效能衝擊而重新閱讀 uml 的實作方式，進一步重新審視自己對於作業系統的認知
    * 如何進行系統呼叫、信號處理： 
        * 當執行到系統呼叫指令，作業系統如何切換至核心模式，保存暫存器，呼叫系統呼叫
        * Linux/UNIX 信號處理機制，當行程收到信號，核心如何保存當前狀態並跳躍至使用者註冊的信號處理函式，任務完成後如何回到程式原本的執行位置
    * 虛擬記憶體
        * 閱讀 cs:app 第九章
        * MMU 如何保護行程間與核心的記憶體不會被非法存取，uml 是透過何種手法允許客體核心操作其他定址空間，如何維護自己的分頁表，如何區別客體核心與客體使用者
        * `mmap()` 的使用以及 uml 如何利用其作為虛擬「實體記憶體」
        * 當客體發生非法記憶體存取，page fault 的處理程序，uml 如何導入自己的 page fault handler
    * 為了不使用 `ptrace` 移除 MMU 的考量以及影響
* [zpoline](https://hackmd.io/@sysprog/H1mxn47-gx#zpoline)
    * 理解系統呼叫攔截的考量與不同做法的效能瓶頸
    * 閱讀 cs:app 第七章，理解 ELF 執行檔 
        * 如何被載入定址空間並填上指令的虛擬記憶體地址
        * 多個 object file 是怎麼被鏈結起來的，linker 的工作內容
        * 如何在程式執行時、運行時載入動態函式庫
        * 理解 symbol；static 的作用、全域變數與 function symbol 為何與鏈結相關
## 與授課教師的互動

## 所見所聞所感