跳转至

南大计算机系统 PA

Warning

施工中！！！ 如果你是南大修这门课的同学，不合适的内容已经折叠，请好自为之（不会真有 CS 专业的看一个遥感科学专业的人的学习记录吧）！学习是为自己学的，你在这里偷的懒将会马上在你的其他课程上让你付出代价。

前言

久闻南大系统 PA 的大名，想试试拓宽自己的知识面。然而作为非科班的学生，深知这一路上肯定会有不少艰难坎坷。近日终于鼓起勇气，开始了我的 PA 之路。将自己的经历记录于此，希望能勉励自己坚持下去，完成这 160+ 小时的编程任务。

PA0

由于个人能力和电脑配置不行（没法再分个磁盘出来了，其实还是畏难心理作祟吧）使用虚拟机进行实验。虚拟机有优点也有缺点，可保存快照，但是性能不行。而且也需要花一定的时间进行配置（感觉 ubuntu 也挺不错的，要不重装系统算了）。

后来参加一个编程比赛，最终还是强迫自己装了双系统，后续可能要东西放到自己的双系统上了

值得一提的是，我一开始虚拟器使用的是 22.04，但教程上是 20.04，有诸多不便。于是我又换成 20.04，但是换源总是失败。再一看 PA 指导，发现原来是我看的版本太旧了，又换回了 22.04，总之绕了很大的弯路，浪费了不少时间。

主要工作配置还是换源，安装一些包，顺便配置了下 Vim 的主题。中间需要编译 hello.c 并且试试 gdb（我属于那种有点基础但不多的人，还是老实去一步步来）。

获取源码的时候，主要有两个问题：

  • 使用主机代理

    虚拟机联网也是需要配置的，使用 NAT 模式，但是校园网的 IP 一直在变，只能用一次改一次了。

  • 使用 SSH 验证身份

    配置 SSH 是为了访问课程的代码仓库（必须要用 SSH），如果 SSH 密钥不是在默认位置的话，配置起来还挺麻烦。

初始化项目的时候，可能会提示缺什么包，可别像我一样眼瞎看不见报错。

在 PA0 里没有什么很难的地方，这部分除了配置环境外，最主要的目的就是为了让学生学会独立解决问题（RTFM STFW 和 RTFSC）

PA1

在开始愉快的PA之旅之前

运行红白机模拟器项目 FCEUX

  • ccache 环境变量

    注意环境变量添加的位置（prepend）

  • 编译用时

    单线程编译用时 2 线程编译用时（-j2） ccache 使用 2 线程第一次编译用时（ccache -j2） ccache 使用 2 线程第二次编译用时（ccache -j2）
    22.980s 11.581s 12.561s 2.303s

开天辟地的篇章

从状态机视角理解程序运行

(0, x, x) -> (1, 0, x) -> (2, 0, 0) -> (3, 0, 1) -> (4, 1, 1) -> (2, 1, 1) -> (3, 1, 2) -> (4, 3, 2) -> (2, 3, 2) -> ... -> (3, 4851, 99) -> (4, 4950, 99) -> (2, 4950, 99) -> (3, 4950, 100) -> (4, 5050, 100) -> (5, 5050, 100) -> ...

RTFSC

思考：为什么全部都是函数？

这是你的思考题，不是我的思考题。这个问题我觉得应该不需要我说。

思考：这些参数是从哪里来的呢？

如果你用 gdb 查看了 argc 和 argv 参数的内容，你会发现它们代表的含义与参数内容（对这个理解比较深入的会知道 argv 的第一个参数是什么）。程序内参数的传递是从 main 函数开始的，其 main 函数的参数是在执行时从外部传递的。具体在从哪里传递的，你可以想想程序是由什么启动的，那里会有参数的内容，刚好能对上号。

用 gdb 进行调试，但不知道怎么开始？看看 scripts 文件夹里的脚本吧。此外，关于调试的 PPT：调试：理论与实践——王慧妍老师

思考：究竟要执行多久？

函数参数已经给出了答案，将 -1 赋值给 uint64_t n，将会得到一个很大的值，理论上应该会执行很久，因为 execute 函数中 n 作为计数变量到达 0 时才会结束函数内的循环。

然而实际上在客户程序中会通过 set_nemu_state 改变 nemu_state.state 从而导致 execute 执行结束。

谁来指示程序的结束?

（施工中）

优美地退出

当在 NEMU 中未执行 c 命令就按 q 退出时，会输出报错信息。经过调试，容易发现问题出在 is_exit_status_bad 函数中，在条件表达式中，执行 c 会使得 (nemu_state.state == NEMU_END && nemu_state.halt_ret == 0) 分支为真（具体发生了什么可以去 decode_exec 中一探究竟）

而直接退出时，nemu_state.state 为初始值 NEMU_STOP 没有发生改变。不满足 is_exit_status_bad 中的条件表达式， good 为 false。

想要优美地退出，需要让 q 退出时满足 is_exit_status_bad 中的条件表达式，已经有一个分支处理了 (nemu_state.state == NEMU_QUIT) 的情况，只需要满足这个情况即可。